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《IBM与AMD合作开发“量子中心化超级计算”架构》

  • 来源专题：集成电路与量子信息
  • 发布时间：2025-08-29

  • 据官网8月26日报道，IBM 与 AMD 宣布将共同开发名为“量子中心超级计算”的下一代计算架构，结合经典 HPC和新兴的量子计算机技术。在这项合作关系中，IBM、AMD 将分别发挥各自技术专长：IBM在量子计算硬件、软件和算法方面的积累，AMD提供先进的HPC/AI加速器、处理器及开源软件生态支持，共同开发可扩展的开源平台，加速经典-量子混合算法的运行。在这种“量子核心+经典算力”的混合架构设计中，量子计算机与强大的 HPC / AI 基础设施协同工作，一个经典-量子混合问题的不同部分将由最适合的算力来处理：未来量子计算机可以模拟原子和分子的行为，而由 AI 驱动的传统超算则可以处理海量数据分析。这些技术相结合，将以前所未有的速度和规模解决现实世界的问题。

    两家科技巨头计划在今年晚些时候进行量子中心超级计算的初步演示，展示如何在 IBM 量子计算机 + AMD 经典超算的融合平台上混合量子-经典工作流。AMD 的技术知识也有望助力 IBM 对实时量子纠错的开发。

  • 原文来源：https://newsroom.ibm.com/2025-08-26-ibm-and-amd-join-forces-to-build-the-future-of-computing
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  • 《IBM宣布与AMD合作开发以量子为中心的超级计算架构》
    • 来源专题：智能制造
    • 编译者：icad
    • 发布时间：2025-08-28
    • 8月26日，IBM和 AMD共同宣布，计划合作开发基于量子计算机和高性能计算相结合的下一代计算架构，即以量子为中心的超级计算。AMD 和 IBM 正在合作开发可扩展的开源平台，利用 IBM 在开发世界上性能最高的量子计算机和软件方面的领导地位，以及 AMD 在高性能计算和人工智能加速器方面的领导地位，重新定义计算的未来。 量子计算是一种完全不同的表示和处理信息的方式。经典计算机使用的位只能是“0”或“1”，而量子计算机的量子比特则根据自然量子力学定律表示信息。这些特性使计算空间更加丰富，可以探索复杂问题的解决方案，这些问题超出了仅靠经典计算的范围，包括药物发现、材料发现、优化和物流等领域。 “量子计算将模拟自然世界并以全新的方式表示信息，”IBM 董事长兼首席执行官 Arvind Krishna 说。“通过探索 IBM 的量子计算机和 AMD 先进的高性能计算技术如何协同工作，我们将构建一个强大的混合模型，突破传统计算的极限。” “高性能计算是解决世界上最重要挑战的基础，”AMD 董事长兼首席执行官 Lisa Su 博士说。“随着我们与 IBM 合作探索高性能计算和量子技术的融合，我们看到了加速发现和创新的巨大机会。” 在以量子为中心的超级计算架构中，量子计算机与强大的高性能计算和人工智能基础设施协同工作，这些基础设施通常由 CPU、GPU 和其他计算引擎支持。在这种混合方法中，问题的不同组成部分由最适合解决它们的范式来处理。例如，未来量子计算机可以模拟原子和分子的行为，而由人工智能驱动的经典超级计算机可以处理海量数据分析。这些技术共同可以以前所未有的速度和规模解决现实世界的问题。 AMD 和 IBM 正在探索如何将 AMD CPU、GPU 和 FPGA 与 IBM 量子计算机集成，以有效地加速一类新型新兴算法，这些算法目前超出了任何一种独立工作的范例的范围。拟议的努力还可以帮助推进 IBM 在本十年末提供容错量子计算机的愿景。AMD 技术有望提供实时纠错功能，这是容错量子计算的关键要素。 这些团队计划在今年晚些时候进行初步演示，以展示 IBM 量子计算机如何与 AMD 技术协同工作以部署混合量子经典工作流程。两家公司还计划探索 Qiskit 等开源生态系统如何促进利用以量子为中心的超级计算的新算法的开发和采用。 IBM 已经开始迈向量子计算和经典计算无缝集成的愿景的第一步，包括最近与 RIKEN 合作，部署 IBM 的模块化量子计算机 IBM Quantum System Two，并将其与世界上最快的经典超级计算机之一 Fugaku 连接起来;以及与克利夫兰诊所、巴斯克政府和洛克希德马丁公司等行业领导者合作，展示如何将量子和经典资源结合起来可以为难题返回有价值的结果，而这超出了经典计算机本身所能做到的范围。 AMD CPU 和 GPU 为美国能源部橡树岭国家实验室的 Frontier 提供动力，这是历史上第一台正式打破百亿亿次级障碍的超级计算机。如今，根据 TOP500 榜单，AMD EPYC? CPU 和 AMD Instinct? GPU 技术也推动了劳伦斯利弗莫尔国家实验室的 El Capitan，使 AMD 成为世界上两台最快的超级计算机提供动力。除了高性能计算之外，AMD CPU、GPU 和开源软件还为全球领先的企业和云提供商提供众多生成式 AI 解决方案。
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  • 《美国研究团队合作开发出新型高精度模拟芯片架构》
    • 来源专题：集成电路
    • 发布时间：2024-03-26
    • 许多复杂的物理系统可以用耦合的非线性方程来描述，这些方程必须在多个时空尺度上同时分析。然而，复杂系统的直接数值计算往往受到“维度诅咒”的阻碍，随着问题规模的增加，计算资源也需要成倍增加。尽管对精确、高性能计算解决方案的需求正在增长，但传统冯·诺依曼计算架构在速度、能耗和基础设施方面正达到极限。作为复杂物理系统建模的一种有效方法，存内计算绕过了冯·诺依曼体系结构固有的内存处理器瓶颈，具有诱人的发展前景。但是，存内计算受到读取噪声和写入可变性等问题阻碍，限制了高性能计算的可扩展性、准确性和精度。 2024年2月22日《科学》期刊报道，美国TetraMem公司、南加州大学和马萨诸塞大学阿默斯特分校研究团队开发出一种新型高精度模拟芯片架构，通过调整忆阻器实现了前所未有的精度，并设计出一种新的电路架构和编程协议，编程协议在最后一步将模拟计算结果转换为数字从而使用多个相对低精度的模拟设备（如忆阻器）有效表示高精度的数字，使得模拟设备的编程更加快速和精确，并使低精度模拟设备能够执行高精度计算。在集成的忆阻器片上系统上，研究团队通过实验证明了多个科学计算任务的高精度解决方案，实现了高达10-15的高精度解决方案，同时保持了与传统数字方法相比的巨大功率效率优势。 该新型高精度模拟芯片架构不仅适用于神经网络等传统低精度领域，还可扩展至其他存储技术领域，如磁性存储器和相变存储器[1]。 这种技术创新结合了数字计算的精度和模拟计算的节能和高速优势，不仅提高了模拟计算的效率和速度，还能为人工智能和机器学习等领域带来更多应用可能性。 [1] Wenhao Song, Mingyi Rao, Yunning Li, et al. Programming memristor arrays with arbitrarily high precision for analog computing [J]. Science, 2024, 383(6685):903-910. https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi9405
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