IBM совместно с японским исследовательским центром RIKEN продемонстрировали важный прорыв в области гибридных вычислений. Им удалось впервые организовать непрерывную совместную работу суперкомпьютера и квантового процессора — без пауз и ожиданий между этапами расчётов.

Ранее такие системы взаимодействовали «рывками»: одна машина завершала задачу, передавала данные другой и ожидала результата. Это снижало эффективность и приводило к простоям дорогостоящих вычислительных мощностей. В новом подходе обе платформы работают синхронно, обмениваясь данными в реальном времени внутри единого вычислительного цикла.

Как это устроено

В эксперименте использовалась гибридная система:
— суперкомпьютер Fugaku (почти 7,3 млн вычислительных ядер),
— квантовый компьютер IBM Quantum System Two с процессором Heron на 133 кубита.

Это первый случай, когда такие разные архитектуры были объединены настолько тесно и на столь крупном масштабе.

Что считали

Учёные провели моделирование электронной структуры сложных молекул железа и серы. Такие расчёты критически важны для понимания химических реакций, работы катализаторов и биологических процессов.

В основе лежал гибридный метод:
квантовый процессор генерировал наборы состояний системы, а суперкомпьютер обрабатывал эти данные, уточнял результаты и возвращал их обратно. Процесс повторялся многократно, образуя замкнутый цикл вычислений.

Результат

Удалось получить одну из самых точных квантово-химических симуляций на сегодняшний день. По качеству результаты превзошли классические точные методы (которые в таких задачах практически неприменимы) и сравнялись с лучшими приближенными подходами.

Почему это важно

Этот эксперимент — первый реальный шаг к так называемым квантово-ориентированным супервычислениям. Он показывает, что квантовые технологии уже можно эффективно встраивать в существующую вычислительную инфраструктуру.

В перспективе такие системы:
— ускорят разработку новых материалов,
— помогут в создании лекарств,
— улучшат моделирование энергетических процессов,
— приблизят практическое применение квантовых вычислений.

Кроме того, подобная архитектура открывает путь к более сложным гибридным платформам, где вместе будут работать квантовые процессоры, суперкомпьютеры и графические ускорители.

Именно такие системы, по мнению исследователей, станут основой вычислений будущего.