Интеграция квантовых компьютеров и суперкомпьютеров может открыть новую эпоху высокопроизводительных вычислений. Именно такую интеграцию осуществили разработчики австрийской компании AQT (Alpine Quantum Technologies), являющуюся ответвлением Университета Инсбрука.
Поскольку спрос на увеличение мощности вычислений неизменно растёт, последние тридцать лет эта задача решалась с помощью параллельной (многоядерной) обработки данных. Можно сказать, что при такой организации вычислений над одной и той же задачей одновременно работают тысячи компьютеров (однородных сетевых многоузловых вычислительных кластеров).
Поскольку добиться существенного увеличения тактовой частоты процессоров, используемых в суперкомпьютерах (обычно несколько ГГц), оказалось проблематичным, а простое наращивание количества параллельно работающих кластеров не позволяет повышать производительность на требуемом уровне и с требуемой эффективностью, пришлось искать новые пути развития высокопроизводительных вычислений.
Квантовый компьютер — это устройство, которое выполняет вычисления, основываясь на законах квантовой механики. Для этого он использует квантовые алгоритмы, такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность. Квантовый компьютер, в отличие от классического, оперирует не битами, а квантовыми битами (кубитами).
Австрийские разработчики пошли по пути развития гетерогенных (неоднородных) структур. Суть состоит в том, чтобы перейти от однородных узлов к специализированным, таким как нейронные или графические процессоры, и конечно же, к квантовым ускорителям. Ведь квантовые компьютеры способны решать многие задачи гораздо быстрее, чем компьютеры классические. А в сочетании с суперкомпьютерами возможно создать вычислительные устройства с небывалыми характеристиками.
Надо сказать, что у нас в России с разработкой квантовых компьютеров порядок. К примеру, в начале этого года специалисты МФТИ (Московского физико-технического института) запустили первый в России 12-кубитный квантовый компьютер. Пока компьютер используется в исследовательских целях, так как по словам учёных для практического применения требуется 100 кубитов. Но работы в этом направлении идут: к концу года ожидается появление 16-кубитной машины.
Суперкомпьютеры в России тоже имеются. В числе крупнейших: Chervonenkis, принадлежащий «Яндексу», и Christofari Neo, принадлежащий «Сбербанку». Но вопрос в том, что эти компьютеры построены на импортной компонентной базе. К примеру, Christofari Neo построен на графических процессорах A 100 американской Nvidia. Поэтому, чтобы в будущем мы смогли создавать суперкомпьютеры на стыке классических и квантовых технологий, нужно ускориться по обоим направлениям, в особенности в плане создания отечественной компонентной базы.
