IQM создаст для LUMI систему из 9 логических кубитов

IQM разработает для суперкомпьютера LUMI систему из девяти логических кубитов, которая будет интегрирована в классическую вычислительную инфраструктуру центра в Финляндии. Проект нацелен на проверку схем коррекции ошибок и запуск гибридных вычислительных задач, где часть нагрузки выполняется на классическом узле, а вычислительно тяжёлые фрагменты — на квантовом модуле.

Разработка предусматривает создание исправляемых квантовых регистров: каждый логический кубит будет представлять собой абстракцию, защищённую кодами коррекции и реализованную через объединение множества физических кубитов. Для реализации таких регистров требуются десятки или сотни физических кубитов в зависимости от выбранной схемы коррекции ошибок.

IQM планирует применять схемы, ориентированные на сверхпроводниковые или другие твердотельные технологии, а также разработать программные стеки для управления ошибками и синхронизации с классическим контроллером LUMI. В работу входят аппаратная интеграция, системное программирование и создание пользовательских интерфейсов для научных приложений.

Интеграция позволит запускать гибридные рабочие процессы: часть задачи останется на классическом суперкомпьютере LUMI, а вычислительно интенсивные этапы будут передаваться на квантовый ускоритель с логическими кубитами. Это даст возможность тестировать реальные приложений и оценивать эффективность коррекции ошибок в условиях супервычислительных нагрузок.

Ключевые области тестирования включают моделирование материалов, задачи оптимизации и приближённые вычисления для химии и физики. Проект также служит платформой для опробования средств межсистемного обмена данными, управления квантовыми ресурсами и пользовательских рабочих процессов в вычислительных центрах общего пользования.

В работе уделяется внимание надёжности каналов управления, системам охлаждения квантовых процессоров и требованиям к доступности и стабильности, принятым для суперкомпьютеров. Задачи разработки включают увеличение числа физических кубитов, снижение ошибок при операциях и совершенствование схем коррекции для достижения постоянного уровня ошибок на логических кубитах, достаточного для демонстрационных задач и исследовательских бенчмарков.

Проект IQM для LUMI дополняет исследования по созданию промежуточных систем с частичной коррекцией ошибок и направлен на подготовку архитектур, пригодных для интеграции с крупными научными платформами. Результаты проекта предполагается использовать при дальнейшей масштабируемой разработке квантовых ускорителей для научных и промышленных задач.