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QuEra descrive ABCI-Q dell’AIST, banco di prova per la computazione quantistica e l’HPC
ABCI-Q dell’AIST combina un supercomputer con GPU e quattro piattaforme di computazione quantistica, offrendo ai ricercatori un ambiente in cui sperimentare flussi di lavoro ibridi. In un avviso separato, l’AIST chiede ai fornitori document
Quantum.world Team · Scritto con l’IA · verificato ·
La prova di Takano per l’integrazione tra computazione quantistica e HPC
Per l’AIST, integrare computazione quantistica e HPC è un problema operativo da affrontare, non soltanto un progetto per collocare macchine quantistiche vicino a un supercomputer. Un caso di studio pubblicato da QuEra il 26 ottobre descrive un intervento di Ryousei Takano, del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) giapponese, su ABCI-Q, la piattaforma quantistica-HPC del centro.
Il banco di prova riunisce System H, il supercomputer con GPU dell’AIST, processori quantistici e il software e i flussi di lavoro necessari per accedervi. Il sistema Gemini di QuEra, basato su atomi neutri e denominato System Q, fa parte di questa configurazione. Nella sua descrizione ufficiale, l’AIST elenca tra i componenti di ABCI-Q System H, System F di Fujitsu, basato su qubit superconduttori, System Q di QuEra e una piattaforma fotonica di OptQC.
Gemini si trova a 350 metri dal sistema con GPU
La disposizione fisica mostra perché l’«integrazione» richieda più della condivisione di un campus. Secondo QuEra, System H e System F di Fujitsu si trovano nell’edificio della sede centrale dell’AIST a Tsukuba, mentre Gemini è in un altro edificio, a circa 350 metri di distanza. Una rete dedicata collega la macchina ad atomi neutri al resto della struttura; il suo funzionamento a temperatura ambiente evita la necessità di un impianto criogenico.
System H dispone di circa 2.020 GPU NVIDIA H100. Per l’attuale collegamento tra System H e System F, gli utenti possono inviare i lavori tramite SSH, un’API REST o l’interfaccia Open OnDemand, accessibile dal browser. Il componente Octopus gestisce i lavori e i dati, mentre un sistema di controllo si occupa del trasferimento, genera sequenze di impulsi, esegue le operazioni sul processore quantistico e restituisce i risultati.
Questo flusso di lavoro è già utile, ma il caso di studio ne descrive un limite tecnico: lavori in batch con un accoppiamento debole non equivalgono a una computazione tollerante ai guasti, che richiede comunicazioni a bassa latenza e con mantenimento dello stato tra il sistema con cui interagisce l’utente, il livello di controllo e le risorse HPC. ABCI-Q offre all’AIST un ambiente in cui sperimentare queste interfacce tra macchine diverse, anziché dare per scontato che basti uno scheduler progettato per la computazione convenzionale.
Le simulazioni su GPU preparano il lavoro per i processori quantistici
Alcuni dei risultati riportati per la piattaforma utilizzano soltanto la componente classica. Secondo QuEra, l’AIST ha collaborato con la University of Osaka a una simulazione di circuiti per la chimica quantistica utilizzando 1.000 GPU. In una collaborazione separata con Fujitsu, ha sperimentato QompSim, un simulatore distribuito a vettore di stato che ha eseguito circuiti fino a 56 qubit su 1.000 GPU, con una fedeltà riportata superiore al 99% nei casi esaminati.
Questi calcoli non dimostrano che un processore quantistico superi i computer classici. Mostrano come un grande sistema con GPU possa aiutare i ricercatori a simulare e verificare i circuiti prima di inviare lavori all’hardware quantistico. Secondo QuEra, la configurazione più ampia dell’AIST comprende anche framework quantistici come Qiskit, CUDA-Q, Bloqade e QURI, accanto a strumenti convenzionali di apprendimento automatico.
Il prossimo appalto dell’AIST punta agli agenti IA
L’accesso si sta aprendo anche a soggetti esterni ai team dell’AIST: a marzo il centro ha annunciato che i suoi computer quantistici superconduttori e ad atomi neutri erano disponibili per utenti esterni oltre che per progetti di ricerca congiunti, con modalità di accesso diverse a seconda del sistema. La pagina dell’AIST dedicata agli utenti descrive ancora il servizio nel suo complesso come riservato all’uso in Giappone e indica che l’accesso internazionale è previsto per l’anno fiscale 2026.
L’AIST sta progettando un passo più ampio. In un avviso di appalto pubblicato il 2 ottobre, ha chiesto ai fornitori documentazione e commenti su «ABCI-Q System A», un ampliamento destinato ad aggiungere capacità avanzate di elaborazione per l’IA e una piattaforma di esecuzione per agenti IA. L’avviso descrive un sistema proposto con almeno 3,5 exaflops di prestazioni teoriche nell’inferenza FP4, almeno 0,25 exaflops di prestazioni nell’addestramento FP16 e un consumo energetico totale non superiore a 300 kilowatt.
L’avviso prevede l’introduzione nel quarto trimestre dell’anno fiscale 2027 e precisa che i requisiti potrebbero cambiare. Il documento tecnico richiede software a supporto dello sviluppo di modelli di grandi dimensioni, della simulazione di circuiti quantistici e di servizi persistenti basati su agenti IA. La richiesta pubblica di documentazione ai fornitori resta aperta fino al 13 novembre 2026.