Quantinuum und RIKEN bauen Japans Quanten-KI-Supercomputing aus

Reimei-Upgrade erweitert hybride Computing-Plattform

Reimei, Quantinuums Quantencomputer bei RIKEN, wurde auf das H2-System aufgerüstet. Die Maschine ist Teil des JHPC-quantum-Projekts, das von der japanischen New Energy and Industrial Technology Development Organization, kurz NEDO, finanziert wird.

Nach Angaben von Quantinuum und RIKEN stärkt das Upgrade die hybride Quanten-HPC-Plattform des Projekts und ermöglicht Forschern, komplexere Quantensysteme zu untersuchen. Diese Systeme lassen sich zunehmend nur schwer mit klassischer Rechenleistung simulieren. Dadurch könnte sich das Spektrum wissenschaftlicher Fragestellungen erweitern, denen Forscher nachgehen können.

Die Partner wollen Quantencomputing, Supercomputing und KI kombinieren, um Anwendungsfälle in Elektronik, Energie und Biowissenschaften zu entwickeln. Die Unternehmen bezeichnen die aufgerüstete RIKEN-Plattform als leistungsfähigste ihrer Art weltweit.

Forschung konzentriert sich auf Materialien und Biomoleküle

Zwei Forschungsprojekte, die vor dem öffentlichen Start der Dienste auf Reimei in Betrieb gingen, verdeutlichen den geplanten Einsatz der hybriden Plattform.

In einem Projekt nutzen die Partner ROQUO, RIKENs quantenbasierten Supercomputer mit GPUs, um ein KI-Modell mit von Reimei erzeugten Quantendaten zu trainieren. Das Modell wird zur Simulation von Magnetismus eingesetzt. Vorläufige Ergebnisse deuten laut den Partnern darauf hin, dass es genauere Vorhersagen liefert als Modelle, die ausschließlich mit klassischen Simulationen trainiert wurden, und sogar genauere Vorhersagen als der Quantencomputer selbst.

Die Forschung könnte Arbeiten an Materialien für Technologien wie die Magnetresonanztomografie mit ultrastarken Magnetfeldern und intelligente Stromnetze unterstützen. Die Quelle stellt dies jedoch als mögliche Anwendungen dar.

Ein zweites Projekt kombiniert Reimei, RIKENs Fugaku-Supercomputer und den auf ROQUO laufenden evolutionären KI-Agenten von NVIDIA. Die Partner nutzen die Systeme, um ein komplexes photoaktives Biomolekül in einer Detailtiefe und Größenordnung zu simulieren, die sie als beispiellos beschreiben. Ein Verständnis dafür, wie Biomoleküle auf Licht reagieren, könnte zur Entwicklung effizienterer Solarzellen und anderer industrieller Anwendungen in der biomolekularen Verfahrenstechnik beitragen.

Fehlertoleranter Quantencomputer aus Japan

Quantinuum und RIKEN wollen außerdem mit japanischen Universitäten und heimischen Komponentenherstellern einen fehlertoleranten Quantencomputer entwickeln, der in Japan hergestellt wird. Das Projekt soll Quantinuums Quantentechnologie mit japanischer Forschungs- und Fertigungskompetenz verbinden und dabei die Erfahrungen aus der Integration und dem Betrieb von Reimei bei RIKEN nutzen.

Die Partner haben zudem eine separate Vereinbarung mit SoftBank unterzeichnet, um direkte Verbindungen zwischen Quantencomputersystemen und KI-Rechenzentren in Japan zu untersuchen. Sie wollen die Bereitschaft der Infrastruktur bewerten und prüfen, wie vernetzte Systeme kommerzielle hybride Quanten-KI-Computing-Dienste unterstützen könnten, die den Zugang über die Forschungsgemeinschaft hinaus erweitern.

Für Nutzer und Unternehmen deutet die Initiative auf einen möglichen Weg von der Forschungsinfrastruktur zu kommerziellem Zugang hin. Die Unternehmen haben keinen Starttermin für diese Dienste angekündigt. Die Arbeiten verknüpfen außerdem Japans Entwicklung im Quantencomputing mit seiner KI- und Hochleistungsrecheninfrastruktur. Das geplante fehlertolerante System bleibt jedoch ein Ziel der Forschung und Entwicklung.