Pe scurt:
- Calculul cuantic nu va înlocui calculul clasic, ci îl va accelera printr-o arhitectură hibridă.
- Procesoarele AMD, plăcile grafice, platformele FPGA și rețelele oferă o bază clasică esențială pentru calculul cuantic.
- AMD furnizează o platformă hibridă care susține tehnologii clasice pentru HPC, AI și sisteme cuantice.
Foarte mult timp, calculul cuantic a fost asociat cu descoperiri științifice, experimente de laborator și promisiuni pe termen lung. Astăzi, însă, este tot mai des privit ca pe o tehnologie strategică. Guvernele, instituțiile de cercetare și companiile investesc miliarde de dolari în potențialul său – de la creșterea competitivității economice și consolidarea poziției în cercetare, până la securitatea națională.
În luna mai, Departamentul Comerțului din SUA a anunțat planuri de investiții de peste 2 miliarde de dolari în inițiative din domeniul calculului și producției cuantice. Acest demers arată o încredere crescută în faptul că tehnologia cuantică se apropie de aplicații practice și devine o prioritate pentru dezvoltarea unui ecosistem național solid.
Totuși, viitorul calculului cuantic nu se va baza exclusiv pe procesoare cuantice. El va fi construit pe convergența dintre calculul cuantic, calculul de înaltă performanță și inteligența artificială.
Sistemele cuantice evoluează către a fi bazate pe arhitecturi hibride, iar exact la intersecția dintre tehnologiile cuantice și cele clasice se poziționează AMD.
Datorită experienței îndelungate și portofoliului extins, AMD are calificarea unică de a susține evoluția calculului cuantic. De aproape un deceniu, AMD dezvoltă tehnologii care transformă calculul cuantic în realitate practică. Procesoarele, plăcile grafice, platformele FPGA, circuitele SoC adaptive, rețelele și software-ul deschis oferă infrastructura clasică critică pentru dezvoltarea, operarea și extinderea sistemelor cuantice de nouă generație.
Viitorul calculului cuantic este hibrid
Calculatoarele cuantice constituie un model de calcul fundamental diferit față de cele clasice, nu doar o versiune mai rapidă. Ele sunt create pentru a folosi proprietățile mecanicii cuantice în rezolvarea unor probleme pe care sistemele clasice le gestionează dificil.
Pe termen lung, cele mai importante direcții de utilizare sunt chimia, știința materialelor, descoperirea de noi medicamente, cercetarea în energie, optimizarea și modelarea științifică avansată. În toate aceste arii, sistemele cuantice ar putea duce la descoperiri importante și la apariția unor noi oportunități economice.
În același timp, sistemele cuantice de azi au încă limitări destul de serioase: erorile sunt frecvente, stabilitatea este redusă, scalarea este dificilă, iar întregul sistem este complex. Din acest motiv, majoritatea utilizărilor cuantice se bazează foarte mult pe calculul clasic. Acesta este folosit pentru lucruri esențiale precum controlul sistemului, calibrare, coordonarea proceselor, simulare, pregătirea datelor, prelucrarea rezultatelor și corectarea erorilor. Chiar dacă procesoarele cuantice vor deveni mai performante, nevoia de sisteme clasice nu va dispărea, ci dimpotrivă, va crește.
Direcția în care evoluează domeniul tehnologiilor cuantice devine tot mai clară: calculul hibrid, care combină partea cuantică și cea clasică. În acest model, procesoarele cuantice acționează ca niște acceleratoare specializate într-un sistem mai amplu. Ele intervin doar în acele etape ale procesului unde este nevoie de calcule foarte complexe, pe care sistemele clasice le rezolvă mai greu (cum ar fi simulările de molecule sau problemele de optimizare), iar restul operațiunilor (de la pregătirea datelor până la interpretarea rezultatelor) rămân în sarcina sistemelor clasice.
Este, de fapt, același principiu folosit și în calculul de înaltă performanță (HPC), unde sarcinile sunt împărțite între procesoare și plăci grafice, în funcție de tipul de calcule necesare. În acest context, platforma software AMD ROCm™ evoluează și va putea, în timp, să integreze și acceleratoare cuantice, alături de plăcile grafice.
De ce contează tehnologiile AMD
Există mai multe tipuri de tehnologii cuantice (bazate pe superconductoare, ioni, atomi sau fotoni), iar fiecare funcționează diferit și are nevoie de propriile mecanisme de control și integrare. Nu există o singură soluție standard.
Indiferent de tehnologia folosită, toate sistemele cuantice au nevoie de o infrastructă clasică puternică pentru a funcționa. Acest lucru se regăsește în întreg portofoliul AMD:
- Procesoarele AMD EPYC™ sunt folosite pentru coordonarea sistemului și rularea calculelor clasice.
- Acceleratoarele grafice AMD Instinct™ sunt utilizate pentru simulări complexe și utilizări de inteligență artificială.
- Platformele FPGA de la AMD și tehnologiile adaptive asigură controlul rapid al sistemelor cuantice și corectarea erorilor în timp real.
- Rețelele, software-ul și tehnologiile de sistem de la AMD conectează toate aceste componente într-un sistem unitar și scalabil.
AMD nu se limitează la o singură tehnologie cuantică și nu depinde de un singur model de sistem. Compania oferă o infrastructură flexibilă, pe baza căreia pot fi dezvoltate diferite tipuri de soluții cuantice.
Colaborarea este esențială pentru dezvoltarea domeniului
Progresul în calculul cuantic depinde de colaborarea dintre mai multe componente: hardware, software, cercetare și dezvoltare de aplicații. În acest context, AMD lucrează împreună cu mai mulți parteneri din industrie pentru a integra sistemele cuantice cu infrastructura clasică.
Compania colaborează cu organizații precum JPMorganChase și Oak Ridge National Laboratory pentru a testa integrarea sistemelor cuantice cu inteligența artificială și calculul de înaltă performanță.
De asemenea, colaborarea cu IBM vizează dezvoltarea unor sisteme de supercomputing care combină procesoare cuantice, calcul de înaltă performanță și inteligență artificială. Aceste proiecte urmăresc să arate cum pot funcționa procesoarele AMD, plăcile grafice și tehnologiile adaptive alături de sistemele cuantice IBM în arhitecturi hibride.
În esență, sistemele cuantice nu pot funcționa fără o infrastructură clasică solidă, iar companiile care oferă această bază joacă un rol esențial în dezvoltarea întregului domeniu.
Construirea infrastructurii pentru era cuantică
Calculul cuantic se apropie de un punct important de maturizare.
Sistemele mari, capabile să funcționeze fără erori, rămân încă un obiectiv pe termen lung. Totuși, progrese reale se fac deja prin procese de lucru hibride, prin simulări cuantice, cercetare în corectarea erorilor și integrarea dintre cele două tipuri de calcul. În acest context, nu doar numărul de qubiți contează, ci mai ales modul în care este construit sistemul, cum sunt integrate componentele software și cât de eficient este folosită puterea de calcul.
Strategia AMD este orientată spre susținerea mai multor tipuri de utilizări și tehnologii de bază. Este o abordare de tip platformă, nu una limitată la componente individuale. Într-un domeniu aflat încă la început, astfel de platforme tind să fie mai valoroase pe termen lung decât soluțiile pe termen scurt.
AMD nu mizează pe o singură tehnologie cuantică și nici pe ideea că o companie va domina rapid piața. În schimb, construiește infrastructura necesară pentru a susține mai multe direcții de dezvoltare în acest domeniu.
Investițiile recente ale guvernelor arată că este momentul potrivit pentru dezvoltarea acestui domeniu.
Pe măsură ce calculul cuantic trece de la stadiul de experiment la aplicații concrete, AMD nu doar participă la acest proces, ci contribuie la construirea bazei tehnologice necesare pentru ca aceste sisteme să funcționeze la scară largă.
