Cisco Systems представила прототип универсального сетевого коммутатора для квантовых систем Cisco Universal Quantum Switch, позволяющий соединять квантовые компьютеры разных производителей, а также квантовые датчики различных типов в единую когерентную сеть, путём перемещения запутанных фотонов с сохранением их квантового состояния. Устройство преобразует все основные режимы квантовой запутанности и кодирования и работает при комнатной температуре, на телекоммуникационных частотах, по стандартному оптоволоконному кабелю, не требует криогенной среды или специальной инфраструктуры.

Исследователи и предприятия уже используют квантовые компьютеры в качестве дополнительных сопроцессоров для решения конкретных, математически сложных задач, которые недоступны для классических суперкомпьютеров. Одна из самых актуальных проблем, стоящих перед квантовыми вычислениями, связана с масштабированием. Большинство квантовых систем могут взаимодействовать с другими системами, использующими только тот же режим кодирования.

Для того чтобы получить систему на миллионы кубитов, что необходимо для обеспечения научных прорывов, нужно или изыскать возможность создания более крупных и мощных квантовых компьютеров или найти способ соединения вместе нескольких квантовых компьютеров, возможно, от разных вендоров, подобно тому, как классические компьютеры соединяются в ЦОД, чтобы они функционировали как единое целое.

Источник изображений: Cisco

Cisco выбрала второй путь. Универсальный коммутатор использует запатентованную Cisco систему преобразования, которая преобразует различные режимы кодирования, используемые различными квантовыми технологиями на входе и выходе. Квантовые системы в основном используют четыре основных метода кодирования: поляризационное, временное, частотное и траекторное, и они используют различные схемы запутанности поверх них.

Универсальный квантовый коммутатор Cisco разработан для поддержки всех четырёх модальностей и динамически переключается между ними, позволяя системам с различными физическими архитектурами взаимодействовать без изменения их работы. Cisco заявила, что на данный момент система протестирована с поляризацией, которая использует ориентацию фотонов для передачи информации.

Как отметил ресурс SiliconANGLE, преобразование модальностей обеспечивает реальную гетерогенность как для квантовых компьютеров, так и для квантовых датчиков. Квантовый процессор на основе нейтральных атомов может взаимодействовать с квантовым процессором на основе захваченных ионов, который, в свою очередь, может взаимодействовать с фотонным датчиком или сенсором на основе нейтральных атомов через тот же коммутатор. Квантовые ЦОД и сети квантовых датчиков, построенные таким образом, могут развиваться и интегрировать новые технологии по мере их появления, не будучи ограниченными единым стандартом модальности или архитектурой.

В настоящее время квантовая индустрия развивается в нескольких направлениях. Производители создают различные типы квантовых систем, и на данный момент неизвестно, какой аппаратный подход и метод кодирования будет преобладать, и какая экосистема станет доминирующей. Поэтому создание универсального коммутатора крайне важно.

Коммутатор Cisco Universal Quantum Switch разработан с учётом реальных условий ЦОД, с целью интеграции в уже существующую инфраструктуру. За пределами ЦОД, по словам Cisco, текущая дальность действия коммутатора составляет до 100 км, хотя утверждается, что со временем расстояние перестанет быть ограничивающим фактором.

Компания отметила, что коммутатор является частью масштабной инициативы Cisco Quantum Labs по созданию квантовых сетей, охватывающей все уровни — от чипов и протоколов до приложений. В прошлом году Cisco представила прототип специализированного сетевого квантового чипа для генерации запутанных фотонов, позволяющий масштабировать квантовые системы, объединяя квантовые процессоры в единую инфраструктуру.

Компания IonQ, занимающаяся разработкой квантовых платформ, объявила о создании фотонного интерконнекта, предназначенного для объединения квантовых компьютеров в единый вычислительный кластер. Это, как утверждается, основополагающее техническое достижение, которое в перспективе обеспечит возможность масштабирования квантовых систем.

В ходе демонстрации IonQ установила связь между двумя удаленными квантовыми компьютерами на основе захваченных ионов. В таких установках в качестве кубитов используются ионы, удерживаемые в вакууме электромагнитными полями. Комплексы данного типа отличаются высокой стабильностью и точностью операций, говорит компания.

Источник изображения: IonQ

Объединив две квантовые системы, IonQ впервые подтвердила возможность генерации, передачи и детектирования фотонов, служащих для обеспечения квантовой запутанности. При этом сохраняется когерентность, необходимая для сложных квантовых операций. Предложенное решение открывает путь для создания квантовых вычислительных кластеров большой мощности, способных выполнять сложнейшие задачи.

«Масштабирование квантовых вычислений за пределы возможностей одного чипа имеет большое значение для реализации будущего квантового интернета. Эта демонстрация доказывает, что наша платформа на основе захваченных ионов подходит для формирования систем, предназначенных для решения самых сложных глобальных проблем», — говорит Никколо де Маси (Niccolo de Masi), генеральный директор IonQ.

Разработкой технологий для объединения квантовых компьютеров занимаются и другие компании. В частности, стартап CavilinQ намерен создать фотонные каналы связи с усилением на базе резонаторов, которые позволят отдельным квантовым процессорам работать сообща в составе кластеров. На реализацию проекта фирма CavilinQ получила $8,8 млн в ходе посевного раунда финансирования.

Европейское совместное предприятие по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU) сообщило о запуске квантового компьютера Lucy, расположившегося во Франции недалеко от Парижа. Данное событие, как отмечается, стало очередным шагом в рамках реализации комплексной программы Европы по созданию суверенной суперкомпьютерной инфраструктуры мирового класса.

Церемония открытия Lucy состоялась в TGCC (Très Grand Center de Calcul) — одном из крупнейших суперкомпьютерных центров Франции, который управляется Комиссариатом по атомной энергии и альтернативным источникам энергии (CEA). Проект реализован при поддержке Французского национального агентства по высокопроизводительным вычислениям (GENCI).

Lucy — это современный квантовый компьютер MOSAIQ-12, разработанный специалистами компании Quandela. Система оснащена фотонным процессором с 12 физическими кубитами. Важной особенностью комплекса является то, что он функционирует при комнатной температуре, не требуя сложного и дорогостоящего охлаждения. Устройство состоит из модульных волоконно-оптических компонентов, монтируемых в стойку: это упрощает интеграцию с существующей НРС- инфраструктурой.

Источник изображения: EuroHPC JU

Строительство Lucy обошлось в €8,5 млн, из которых половину предоставило предприятие EuroHPC JU, а другую половину — власти Франции. Устройство, смонтированное на площадке TGCC, будет объединено с французским суперкомпьютером Joliot-Curie, что позволит осуществлять гибридные квантово-классические вычисления. Использовать Lucy планируется в технологических и научных областях, таких как материаловедение, метеорология, энергетика и передовые инженерные разработки.

На сегодняшний день EuroHPC JU приобрело шесть квантовых компьютеров, которые расположатся по всей Европе. Три из таких систем уже введены в эксплуатацию: это PIAST-Q в Познани (Польша), VLQ в Остраве (Чехия) и Euro-Q-Exa в Мюнхене (Германия).

Стартап CavilinQ, специализирующийся на квантовых технологиях, объявил о проведении посевного (Seed) раунда финансирования, в ходе которого привлечено $8,8 млн. Инвестиционную программу возглавила компания QVT при участии Safar Partners, MFV Partners, Serendipity Capital и Harper Court Ventures.

CavilinQ занимается разработкой квантового интерконнекта, который, как ожидается, позволит масштабировать вычислительные платформы на основе квантовых компьютеров. Соучредителями стартапа являются Брэндон Гринкемейер (Brandon Grinkemeyer, на фото слева), который занимает пост технического директора, а также Шанкар Менон (Shankar Menon) — генеральный директор фирмы.

Стартап отмечает, что индустрия квантовых вычислений, несмотря на активное развитие, сталкивается с рядом препятствий. Одним из них является проблема масштабируемости, не позволяющая объединять отдельные квантовые процессоры в более крупные системы для повышения производительности.

Источник изображения: CavilinQ

Для устранения этого ограничения CavilinQ намерена разработать фотонные каналы связи с усилением на базе резонаторов, которые позволят отдельным квантовым процессорам работать сообща в составе кластеров. На первом этапе такой интерконнект планируется адаптировать для квантовых платформ на основе нейтральных атомов. В дальнейшем может быть обеспечена совместимость с квантовыми компьютерами других типов. Ожидается, что технология CavilinQ позволит увеличить скорость передачи данных в сети на несколько порядков по сравнению с альтернативными квантовыми решениями.

Привлечённые в рамках посевного раунда средства будут направлены на создание специализированной лаборатории в Кембридже (Массачусетс, США), расширение команды и демонстрацию ключевых возможностей технологии.

Европейское совместное предприятие по развитию высокопроизводительных вычислений (EuroHPC JU) объявило о запуске квантового компьютера Euro-Q-Exa, расположенного в Мюнхене (Германия). Ввод системы в эксплуатацию, как отмечается, знаменует собой важную веху в формировании современной инфраструктуры квантовых вычислений в Европе.

Комплекс Euro-Q-Exa развёрнут в Суперкомпьютерном центре Лейбница (LRZ) Баварской академии наук. Проект реализован при совместной финансовой поддержке EuroHPC, Федерального министерства исследований, технологий и космоса Германии (BMFTR), а также Министерства науки и искусств Баварии (StWK).

Система Euro-Q-Exa разработана компанией IQM Quantum Computers на основе платформы Radiance. Изначально машина включает 54 сверхпроводящих кубита. К концу 2026 года будет смонтирована модернизированная установка, оперирующая 150 кубитами.

Источник изображения: EuroHPC JU

Благодаря интеграции Euro-Q-Exa в НРС-среду LRZ европейские исследователи смогут разрабатывать, тестировать и масштабировать приложения на основе гибридных квантово-классических вычислений в различных областях. Среди них названы исследования нейродегенеративных заболеваний, фармакология и климатическое моделирование. Европейские исследователи смогут получить доступ к системе через Мюнхенский квантовый портал (MQP) или портал EuroHPC JU.

Euro-Q-Exa — один из шести квантовых компьютеров, которые устанавливаются в передовых суперкомпьютерных центрах в Европе, наряду с системами в Чехии, Франции, Италии, Польше и Испании. Развитие данной инфраструктуры позволяет объединить сильные стороны квантовых вычислений и традиционных суперкомпьютеров, что открывает перед исследователями качественно новые возможности при решении сложнейших задач.

Компания NVIDIA анонсировала NVQLink — открытую системную архитектуру, предназначенную для тесной интеграции графических (GPU) и квантовых (QPU) процессоров с целью создания гибридных вычислительных платформ.

В разработке интерконнекта NVQLink приняли участие Брукхейвенская национальная лаборатория (BNL), Национальная ускорительная лаборатория им. Ферми (Fermilab), Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли (LBNL), Лос-Аламосская национальная лаборатория (LANL), Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL), Национальные лаборатории Сандия (SNL) и Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (PNNL), которые принадлежат Министерству энергетики США (DoE). Кроме того, были вовлечены специалисты Линкольнской лаборатории Массачусетского технологического института (MIT Lincoln Laboratory).

Источник изображения: NVIDIA

Отмечается, что NVQLink обеспечивает открытый подход к квантовой интеграции. Максимальная пропускная способность в системах GPU — QPU заявлена в 400 Гбит/с, тогда как минимальная задержка (FPGA-GPU-FPGA) составляет менее 4 мкс. Интерконнект может применяться в составе ИИ-платформ, обладающих производительностью до 40 Пфлопс (FP4). Решение NVQLink оптимизировано для крупномасштабных квантовых вычислений в реальном времени.

В целом, NVQLink обеспечивает возможность непосредственного взаимодействия QPU разных типов и систем управления квантовым оборудованием с ИИ-суперкомпьютерами. Технология предоставляет готовое унифицированное решение для преодоления ключевых проблем интеграции, с которыми сталкиваются исследователи в области квантовых вычислений при масштабировании своих систем. Разработчики могут получить доступ к NVQLink благодаря интеграции с программной платформой NVIDIA CUDA-Q.

В число партнёров, вносящих вклад в NVQLink, входят разработчики квантового оборудования Alice & Bob, Anyon Computing, Atom Computing, Diraq, Infleqtion, IonQ, IQM Quantum Computers, ORCA Computing, Oxford Quantum Circuits, Pasqal, Quandela, Quantinuum, Quantum Circuits, Quantum Machines, Quantum Motion, QuEra, Rigetti, SEEQC и Silicon Quantum Computing, а также разработчики квантовых систем управления, включая Keysight Technologies, Quantum Machines, Qblox, QubiC и Zurich Instruments.

Компании Quantum Machines и Arque Systems развернули в Юлихском суперкомпьютерном центре в Германии (Jülich Supercomputing Centre, JSC) гибридную квантово-классическую вычислительную систему на платформе NVIDIA DGX Quantum. Это первый подобный проект, реализованный на базе крупной НРС-площадки в Европе.

Новая система сочетает суперчипы NVIDIA GH200, 5-кубитный квантовый процессор Arque Systems и гибридный квантово-классический контроллер Quantum Machines OPX1000. Использованная архитектура, как утверждается, обеспечивает возможность квантовой коррекции ошибок (QEC), что является критически важным требованием при организации практических квантовых вычислений.

Контроллер OPX1000, как отмечается, обеспечивает бесшовное взаимодействие между классическими и квантовыми вычислительными ресурсами. Достигается двусторонняя передача данных с задержкой менее 4 мкс, что в 1000 раз лучше, чем в предыдущих подобных реализациях.

Источник изображения: Arque Systems

Ключевыми задачами проекта названы ускорение процедур калибровки кубитов и тестирование производительности квантовой коррекции ошибок. Кроме того, на базе комплекса планируется осуществлять разработку гибридных квантово-классических вычислительных алгоритмов. Одним из главных преимуществ платформы названа возможность запуска нейронных сетей и моделей машинного обучения на высокопроизводительных GPU с сохранением взаимодействия с квантовой подсистемой с низкой задержкой. Такой уровень интеграции, как подчёркивается, недоступен ни в одной другой современной системе квантовых вычислений.

«Объединяя квантовые и классические вычислительные ресурсы на базе ведущего европейского суперкомпьютерного центра, мы открываем новые возможности для исследователей в плане изучения гибридных квантово-классических алгоритмов», — говорит доктор Кристель Михильсен (Kristel Michielsen), директор JSC.

Нужно отметить, что JSC является оператором первого в Европе экзафлопсного суперкомпьютера — машины JUPITER, которая была официально запущена в эксплуатацию в сентябре 2025 года. Система использует примерно 6000 вычислительных узлов с гибридными ускорителями NVIDIA Quad GH200 и интерконнектом InfiniBand NDR200 (4×200G на узел, DragonFly+): в общей сложности задействованы почти 24 тыс. NVIDIA GH200.

Компания Digital Realty объявила об открытии на своей площадке JFK10 в Нью-Йорке специализированного дата-центра для задач ИИ, объединяющего вычисления на базе GPU и квантового компьютера. В реализации проекта приняли участие NVIDIA и Oxford Quantum Circuits (OQC).

В состав платформы входит квантовая система Genesis, разработанная специалистами OQC. Она базируется на фирменной технологии двухканальных кубитов Dimon, которая, как утверждается, является прорывом в области устранения ошибок. Применение Dimon, по заявлениям OQC, позволяет снизить накладные расходы, одновременно открывая путь к отказоустойчивым квантовым вычислениям.

Ещё одной составляющей нового дата-центра являются суперчипы NVIDIA GH200. Их использование в связке с Genesis позволяет сформировать среду для гибридных квантовых вычислений в области ИИ. Применённый подход предоставляет предприятиям доступ к интегрированной платформе, обеспечивающей более быстрое обучение ИИ-моделей и генерацию данных с повышенной эффективностью. Таким образом, компании могут одновременно задействовать возможности квантовых вычислений и ИИ при реализации сложных проектов и создании приложений следующего поколения.

Источник изображения: OQC

Одной из ключевых сфер использования гибридной платформы названы финансы. Речь идёт о высокоточном моделировании рисков, обнаружении мошенничества, оптимизации услуг и пр. Кроме того, система может применяться для улучшения логистических операций, поддержки принятия решений в условиях неопределённости, повышения устойчивости в критически важных областях и др. Квантовые вычисления открывают также новые возможности для самого ИИ. Предполагается, что в перспективе новые системы Genesis будут поставляться с ускорителями NVIDIA в стандартной комплектации.

AMD и IBM анонсировали разработку нового поколения вычислительных архитектур, в основе которых лежат квантовые компьютеры и HPC-системы. Речь идёт о т.н. «квантово-центричных супервычислениях», сообщает пресс-служба AMD. Команды намерены продемонстрировать первые результаты до конца текущего года.

Компании сотрудничают над разработкой масштабируемых, open source платформ, способствующих переосмыслению будущего вычислений с использованием лидерства IBM в сфере квантовых компьютеров и ПО для них, а также ведущей роли AMD в сфере HPC и ИИ-ускорителей. По словам главы IBM Арвинда Кришны (Arvind Krishna), квантовые вычисления со временем позволят «симулировать» реальный мир и представлять информацию принципиально новым способом. Комбинация технологий IBM и AMD позволят построить мощную гибридную модель, оставляющую позади традиционные вычисления.

В новой архитектуре квантовые компьютеры будут работать в тандеме с HPC-кластерами и ИИ-инфраструктурой с использованием CPU, ИИ-ускорителей и прочих вычислительных модулей. При таком гибридном подходе различные части задачи решаются оптимальным для них типом оборудования. Например, в будущем квантовые компьютеры смогут моделировать поведение атомов и молекул, а классические ИИ-суперкомпьютеры — анализировать большие массивы данных. Вместе эти технологии смогут решать реальные задачи в беспрецедентном масштабе и с беспрецедентной скоростью, говорят компании.

Источник изображения: Yue WU/unsplash.com

Компании изучают способы интеграции CPU, FPGA и ИИ-ускорителей AMD с квантовыми компьютерами IBM для совместного ускорения выполнения принципиально новых алгоритмов. Ключевым планом сотрудничества является разработка систем коррекции ошибок, что является важнейшим шагом на пути к созданию отказоустойчивых квантовых компьютеров, которые IBM планирует выпустить к 2030 году. Также компании планируют изучить, как именно open source решения вроде Qiskit могли бы выступить катализаторами развития и внедрения новых алгоритмов, использующих квантово-центричные супервычисления.

IBM уже начала работать в направлении интеграции квантовых и традиционных систем. Недавно она заключила соглашение с японским НИИ RIKEN о подключении своего модульного квантового компьютера IBM Quantum System Two к одному из самых быстрых суперкомпьютеров мира Fugaku. Суперкомпьютеры Frontier в Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) и El Capitan в Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) полагаются на CPU и ускорители AMD. Другими словами, на чипах AMD работают два из быстрейших суперкомпьютеров из мирового рейтинга TOP500.

Компания NVIDIA объявила об открытии Глобального центра исследований и разработок для бизнеса в области искусственного интеллекта на базе квантовых технологий (Global Research and Development Center for Business by Quantum-AI Technology, G-QuAT). На этой площадке размещена система ABCI-Q — крупнейший в мире исследовательский суперкомпьютер, предназначенный для квантовых исследований. Система интегрирована с тремя квантовыми компьютерами.

О проекте ABCI-Q сообщалось в марте 2024 года. Названный суперкомпьютер разработан Национальным институтом передовых промышленных наук и технологий Японии (AIST). В основу положены 2020 ускорителей NVIDIA H100. Задействованы интерконнект NVIDIA Quantum-2 InfiniBand, а также платформа с открытым исходным кодом NVIDIA CUDA-Q для организации гибридных квантово-классических вычислений.

Ожидается, что сотрудничество NVIDIA и AIST будет способствовать ускорению разработок в таких областях, как квантовая коррекция ошибок и ИИ-приложения с поддержкой квантовых вычислений. В конечном итоге, проект призван помочь в решении некоторых из самых сложных глобальных задач, охватывающих различные отрасли, включая здравоохранение, энергетику и финансы.

Источник изображения: NVIDIA

Суперкомпьютер ABCI-Q интегрирован с процессором на сверхпроводящих кубитах Fujitsu, квантовым чипом на нейтральных атомах QuEra и фотонным процессором OptQC. Благодаря этому становится возможным выполнение рабочих нагрузок в нескольких модальностях кубитов. Исследователи смогут экспериментировать с вычислениями, основанными на GPU-ускорителях и квантовых процессорах разного типа. При этом будет обеспечиваться бесшовная интеграция квантового оборудования и классического суперкомпьютера.