量超融合！德国推出世界首台完全集成的混合量子计算机

6月18日，Q-Exa联盟与巴伐利亚科学与人文学院莱布尼茨超级计算中心（LRZ）合作，由量子计算机领域的公司IQM Quantum Computers（IQM）牵头，包括Eviden和HQS Quantum Simulation，将一台20量子比特的量子计算机集成到德国的超级计算机SuperMUC-NG中。

在慕尼黑的新闻发布会上，巴伐利亚州科学和艺术部长Markus Blume说：“量子计算在巴伐利亚高速发展。该进展是世界上第一次将量子计算机完全集成到传统超级计算机中，是一个国际性的突破，并加强了巴伐利亚作为21世纪定义技术之一的全球热点的地位。Q-Exa计算机的发展是莱布尼茨超级计算中心、IQM及其合作伙伴，以及我们的研究和技术合作方慕尼黑量子谷的一个杰出成功，后者从Hightech Agenda Bayern获得了3亿欧元 - 但这只是一个开始：下一个里程碑将是Q-Exa系统在LRZ的试点运行并向研究人员开放。然后，他们将能够测试和进一步开发自己的应用想法。这将使我们国家最聪明的人能够在从医学和材料科学到金融的广泛领域中研究解决今天仍然无法想象的问题的解决方案。我们在巴伐利亚建设未来。”

慕尼黑量子谷董事总经理Rudolf Gross教授说：“Q-Exa结合了巴伐利亚的两个特定优势：高性能计算和量子计算。对于慕尼黑量子谷（MQV）的研究团队及其行业合作伙伴来说，这一重要的创新为开发新的量子算法和测试有前途的用例提供了独特的可能性。“

量超融合

量子计算之于经典计算的优势不言而喻。由于NISQ时代的量子计算机只有几百个量子比特，并且其噪声严重限制了它们的能力。尽管量子计算机拥有巨大的潜能，但无论是三年、五年还是十年后，它都有其局限性。

在面向未来的算力发展中，“量超融合”可以实现量子经典算力互补，根据计算过程的特点，量子计算可加速复杂问题中的关键步骤，减少复杂问题的求解时间，协同超级计算从而总体上提高复杂问题求解的效率。

关于IQM

IQM是芬兰量子计算机制造商。IQM为超级计算中心、企业和研究实验室提供量子计算机，并提供全面硬件访问权限。IQM还提供名为“IQM Resonance”的量子计算云服务。

IQM的商业量子计算机包括与芬兰VTT合作开发的50量子比特量子计算机项目、德国的高性能计算量子加速器，以及西班牙首个量子加速器也将使用IQM处理器。IQM拥有290多名员工，在帕洛阿尔托、华沙、巴黎、马德里、慕尼黑、新加坡和埃斯波设有办公室。

在今年5月，IQM公司将宣布在法国建造一个超导量子计算机和超导量子处理器芯片的制造工厂。这一新工厂将补充IQM在芬兰埃斯波的已有晶圆厂，并且将采用高通量生产工艺来大规模生产超导量子处理器芯片。

IQM量子计算机的联合首席执行官兼联合创始人Jan Goetz博士说：“Q-Exa是将量子计算机集成到高性能计算中的第一个里程碑。我们为Q-Exa联盟的这一共同成就感到非常自豪，我们希望能够与这些合作伙伴进一步优化我们的下一代处理器，从而丰富超级计算和科学。”

关于莱布尼茨超级计算中心

作为一个世界级的IT服务和计算用户设施，莱布尼茨超级计算中心（LRZ）服务于慕尼黑的顶尖大学以及德国巴伐利亚和欧洲的研究机构。作为巴伐利亚科学院和人文科学院的一个研究所，LRZ为其科学界的用户提供了一个强大、全面的IT基础设施，已有近六十年的历史。它提供从电子邮件、网络服务器和互联网接入到虚拟机、云解决方案、数据存储和慕尼黑科学网络（MWN）的全套资源、服务、咨询和支持。

作为SuperMUC-NG的所在地，LRZ是德国高斯超级计算中心（GCS）的一部分，也是国家高性能计算（HPC）研究和发现的支柱之一。除了现有系统外，LRZ的未来计算小组专注于评估新兴的E级计算架构和技术，开发高度可扩展的机器学习和人工智能应用，以及将量子加速与超级计算系统集成。

2023年9月，德国联邦教育和研究部（BMBF）报告了“欧洲百万兆级 HPC 量子计算”（Euro-Q-Exa）的启动情况。该研究项目的目的是将量子计算机集成到现有的超级计算机和莱布尼茨超级计算中心（LRZ）的高性能计算（HPC）中。

LRZ董事会主席Dieter Kranzlmüller教授说：“将量子加速的超级计算作为研究人员工作的强大工具带给他们是非常满意的。Q-Exa展示了如何与强大的合作伙伴合作，将量子这样的范式转换技术融入我们现有的计算基础设施，以便我们的用户获得两个世界的最佳：纯粹的创新和稳定性、健壮性和在高性能计算中来之不易的进步。我们非常期待看到Q-Exa将带来的新科学和见解。”

LRZ量子计算与技术负责人Laura Schulz补充说：“将量子加速的超级计算作为研究人员工作的有力工具带给他们是非常满意的。Q-Exa展示了如何与强大的合作伙伴合作，将量子这样的范式转换技术融入我们现有的计算基础设施，以便我们的用户获得两个世界的最佳：纯粹的创新和稳定性、健壮性和在高性能计算中来之不易的进步。我们非常期待看到Q-Exa将带来的新科学和见解。”

关于Q-Exa

Q-Exa是“Quantum Computer Extension for Exascale HPC”项目的成果，该项目由德国联邦教育与研究部（BMBF）资助超过4000万欧元。项目的目标是将基于超导电路的量子处理单元（QPU）连接到超级计算机，并为此开发接口和控制工具。通过科学与工业的创新协同设计与合作，科学和研究应尽快获得这一有前景的未来技术，从而实现新的计算方法。

Q-Exa为研究和进一步开发量子计算以及通过QPU加速HPC奠定了基础。除了混合Q-Exa系统外，LRZ和慕尼黑量子谷合作机构的专家还开发了慕尼黑量子软件堆栈（MQSS）的原型。这将量子系统集成到超级计算机的工作流程中，并辅以其他量子技术。除了硬件之外，该程序包将很快作为开源版本提供给研究人员。

参考链接

[1]https://www.meetiqm.com/newsroom/press-releases/germany-launches-its-first-hybrid-quantum-computer

[2]https://www.lrz.de/english/