- IBM, AMD ואוק רידג' השיקו פלטפורמת תכנון משותפת לחקירת תיקון שגיאות קוונטיות.
- הגרסה הראשונה משלבת IBM Quantum Nighthawk בנפח 120 קיוביטים עם מערכת Umbra של ORNL, המבוססת על מעבד AMD EPYC מהדור החמישי וכרטיס מסך Instinct MI355X.
- AMD מספקת גם את מעבד ה-SoC Versal לבקרה ופענוח של השהייה נמוכה, ואת תוכנת ROCm לחיבור עומסים היברידיים.
- הפרויקט הוא חלק ממשימת "ג'נסיס קוונטית" האמריקאית, שמטרתה ליצור מחשב קוונטי רלוונטי מדעית עד שנת 2028.
IBM, AMD והמעבדה הלאומית Oak Ridge (ORNL) השיקו פלטפורמת תכנון משותפת המחברת מעבד קוונטי IBM Quantum Nighthawk בנפח 120 קיוביטים עם מערכת המחשוב בעלת הביצועים הגבוהים של ORNL, Umbra, המצוידת במעבד AMD EPYC מהדור החמישי ובכרטיס מסך Instinct MI355X. המטרה היא לחקור תיקון שגיאות קוונטיות וזרימות עבודה היברידיות המשלבות מכונות קוונטיות ומכונות קלאסיות.
היוזמה מוצגת כתשתית מחקר בשלב מוקדם, לא חוזה מסחרי סופי או מחשב קוונטי עמיד בפני תקלות גמור. השותפים רוצים לבדוק חומרה, תוכנה ותהליכים לפני שהם מגדילים את השילובים הללו למערכות גדולות יותר. לא נחשפו תנאים פיננסיים של ההסכם.
מהי פלטפורמת IBM, AMD ו-Oak Ridge?
הפלטפורמה מתפקדת כסביבת בדיקות משותפת להערכת ארכיטקטורות, תוכנה וזרימות עבודה המתאמות מעבדים קוונטיים עם משאבים קלאסיים. במימוש הראשוני, IBM Quantum Nighthawk בעל 120 קיוביטים ממוקם לצד Umbra, מערכת הביצועים הגבוהה של ORNL המשתמשת ברכיבי AMD.
שיתוף הפעולה מחלק את האחריות בין שלושה שותפים. IBM תורמת את טכנולוגיית הקוונטים , ORNL את סביבת המחקר והמחשוב העל שלה, ו-AMD את בסיס המחשוב הקלאסי ותוכנת קוד פתוח כדי לגשר על הפער בין שני העולמות. הפרויקט הוא חלק מהעבודה המתמשכת לפיתוח מערכות קוונטיות לתיקון שגיאות בשנים הקרובות.
- יבמ הוא תורם עם מעבדים קוונטיים, כולל ה-Nighthawk של 120 קיוביטים.
- רכס אלון מערכת Umbra תורמת את מומחיותה בתחום המחשוב המדעי בעל ביצועים גבוהים.
- AMD היא מספקת מעבדי EPYC מהדור החמישי, מעבדי GPU מדגם Instinct MI355X, מעבדי על-שבב של Versal ואת המערכת האקולוגית ROCm.
מדוע תיקון שגיאות קוונטיות דורש חשבון קלאסי
קיוביטים רגישים להפרעות שיכולות לשנות את המידע. כדי לתקן שגיאות אלו, הקודים מפיצים נתונים בין מספר קיוביטים ומבצעים בדיקות חוזרות; לאחר מכן, אלגוריתם קלאסי, או מפענח, מנתח את התוצאות ומעריך מה קרה. תגובה זו חייבת להגיע במהירות הנדרשת על ידי המעבד הקוונטי.
לכן, הפלטפורמה אינה רק עניין של שילוב של שני סוגי מחשבים. חוקרים צריכים לקבוע איזה מידע מוחלף, מתי הוא מעובד וכיצד הוא משמש להמשך פעולה. השהייה נמוכה רלוונטית הן לפענוח והן לביצוע הוראות התלויות במדידות ביניים.
AMD מפזרת את המשימות הקלאסיות הללו על פני מספר משפחות מוצרים. מעבדי EPYC מטפלים בתיאום ובמחשוב כללי; מעבדי GPU של Instinct מספקים עיבוד מקבילי עבור סימולציות וחישובים מדעיים; ו- SoCs אדפטיביים של Versal מתמקדים בבקרה, קריאה ופענוח בעלי השהייה נמוכה. כל זה מחובר דרך ROCm , התוכנה שבה משתמשת AMD כדי לקשר יישומי HPC ובינה מלאכותית לחומרה שלה.
כיצד IBM, AMD ואוק רידג' מחלקות את העבודה?
יבמ תורמת את טכנולוגיית הקוונטים שלה ומתארת יכולות בקרה ומדידה שיאפשרו לחוקרים לחקור את האינטראקציות בין מעבד הקוונטים למערכת הקלאסית. אלה כוללות מדידות במהלך הביצוע ומנגנוני תגובה המשתמשים בתוצאות אלו כדי לקבוע את הצעדים הבאים. המטרה היא ללמוד כיצד רכיבים אלה משתלבים יחד בסביבה היברידית.
אוק רידג' מספקת את הסביבה המדעית ותשתית מחשוב העל. AMD, מצידה, מכסה את הצד הקלאסי עם EPYC, Instinct ו-Versal, בנוסף לתוכנת ROCm. חוקרים יוכלו להשוות את דרישות הזמן והמשאבים של כל טכניקת תיקון קיוביט ולחקור היכן מעבדים גרפיים (GPU) יכולים להיות מועילים ביותר.
מהי מטרת משימת ג'נסיס הקוונטית ומתי היא תיבחן?
הפרויקט הוא חלק ממשימת "ג'נסיס קוונטי" של משרד האנרגיה האמריקאי , שמטרתה לפתח מחשב קוונטי רלוונטי מדעית עד שנת 2028. הפלטפורמה תשמש להערכה משותפת של החלטות חומרה ותוכנה לפני הרחבת התשתית.
השותפים מתכננים לחבר את הפלטפורמה למרכז המחשוב הגבוה של Oak Ridge (OLCF). שם הם ימצאו את Lux , מערכת מחשוב-על שהוכרזה עם מעבדי EPYC ומעבדי גרפיים של Instinct. חיבור זה הוא חלק מהתוכניות המתמשכות ועדיין לא הושלם. העבודה קשורה גם למסע של IBM לעבר Quantum Starling , מחשב הקוונטים הראשון שלה עמיד בפני תקלות.
מי מושפע ומה ניתן להוכיח?
לעת עתה, ההשפעה הישירה מרוכזת בצוותי מחקר ב-IBM, AMD ואוק רידג', ולא במוצר מסחרי עבור המשתמש הסופי. הפלטפורמה תאפשר לחוקרים ללמוד כיצד מתנהגים שילובים שונים של מחשוב קוונטי ומחשוב קלאסי לפני פריסתם במערכות גדולות יותר. אלו הם כמה מתחומי היישום המתוכננים:
- בדיקת חומרה ותוכנה היברידיות בסביבה משותפת, עם רכיבים קוונטיים וקלאסיים מתואמים.
- הערכת פענוח שגיאות והמשקל שיש למשאבים קלאסיים בכל אסטרטגיית תיקון.
- מדידת היכן GPU מספק יתרון בסימולציות וחישובים מקבילים הקשורים לעבודה קוונטית.
- הכן את החיבור עם OLCF ו-Lux, שתוכנן במסגרת תוכניות הפרויקט, כדי לבחון תשתית בקנה מידה גדול יותר.
היוזמה אינה מחליפה מכונה עמידה בפני תקלות מושלמת, וגם אינה מהווה חוזה מסחרי. ערכה טמון במתן סביבת בדיקה כדי לוודא אילו ארכיטקטורות, בסיסי קוד וזרימות עבודה פועלים כאשר ניפוי שגיאות הופך לצוואר בקבוק. הצעד המתוכנן הבא הוא לחבר את הפלטפורמה לתשתית של Oak Ridge ולהרחיב את הבדיקות למערכות גדולות יותר.
