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AMD und IBM verkünden in einer gemeinsamen Pressemitteilung, dass sie für die Entwicklung zukünftiger HPC-Systeme mit einer Quantencomputer-Komponente zusammenarbeiten werden. Quantencomputer haben sich in den letzten Jahren von experimentellen Laboraufbauten mit wenigen Qubits zu Systemen mit zunehmend stabileren und skalierbareren Architekturen entwickelt. Unternehmen wie IBM, Google und andere arbeiten an mehr Qubits, verbesserter Fehlerkorrektur und leistungsfähigeren Steuerungen, sodass erste praktische Anwendungen in Bereichen wie Optimierung und Quantenchemie sichtbar werden. Dennoch bleibt die Technologie in einer frühen Phase, und die Bewältigung von Dekohärenz- und Fehlerproblemen ist weiterhin die größte Herausforderung.
Einige dieser Herausforderungen wollen AMD und IBM nun gemeinsam angehen. Quantencomputer und Quantenchips werden auf absehbare Zeit keine eigenständige Compute-Instanz sein. Stattdessen sollen die Informationen aus den Quantencomputern mit denen klassischer HPC-Systeme zusammenlaufen. Aber den bekannten Halbleiterchips mit ihrer binären Funktionsweise kommen auch weitere Aufgaben zu.
So müssen die Qubits präzise kontrolliert und ausgelesen werden. Diese Signale (unter anderem die Mikrowellenpulse bei supraleitenden Qubits) werden durch klassische Prozessoren erzeugt, gesteuert und die Messwerte anschließend digitalisiert. Zudem liefern Quantenrechner keine deterministischen Ergebnisse, sondern Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Ein klassischer Prozessor führt eine große Zahl von Wiederholungen aus und berechnet daraus statistische Aussagen. Damit prüft er, ob das Ergebnis im erwarteten Wahrscheinlichkeitsbereich liegt und erkennt Auffälligkeiten oder systematische Fehler.
In einer Übergangsphase werden klassische Prozessoren auch Referenzberechnungen durchführen. Für kleine Instanzen eines Problems (oder Teilprobleme) kann ein klassischer Prozessor die Lösung selbst berechnen und mit den Quanten-Ergebnissen vergleichen. Dies dient als Plausibilitäts- und Konsistenzcheck. Bei großen Problemen (jenseits klassischer Rechenmöglichkeiten) verwendet man Approximationsmethoden oder bekannte Eigenschaften, um Ergebnisse indirekt zu verifizieren.
AMD und IBM untersuchen derzeit, wie die CPUs, -GPUs und -FPGAs von AMD in IBM-Quantencomputer integriert werden können, um eine neue Klasse von Algorithmen effizient zu beschleunigen, die außerhalb der derzeitigen Reichweite beider Paradigmen liegen, wenn sie unabhängig voneinander arbeiten. Die Teams planen für später in diesem Jahr, womöglich zum Financial Analyst Day am 11. November, eine erste Demonstration, um zu zeigen, wie IBM-Quantencomputer in Verbindung mit AMD-Technologien eingesetzt werden können.
