Qiskit، یکی از پیشروترین ابزارهای توسعه نرم افزار محاسبات کوانتومی، برای شبیه ساز کوانتومی فوجیتسو در دسترس است و محیط توسعه بسیار مناسبی را برای توسعه دهندگان نرم افزار کوانتومی فراهم می کند. فوجیتسو به همراه QunaSys قصد دارد نرم افزار محاسبات شیمیایی کوانتومی Qamuy شرکت را بر روی شبیه ساز کوانتومی جدید ارائه کند تا منابع مورد نیاز برای انجام طیف گسترده ای از محاسبات شیمیایی کوانتومی با سرعت بالا را فراهم کند.
در ادامه، فوجیتسو تلاش های خود را برای توسعه رایانه های کوانتومی با هدف توسعه یک شبیه ساز 40 کیوبیتی تا سپتامبر 2022 و انجام تحقیقات و توسعه مشترک برنامه های کوانتومی با مشتریان در زمینه هایی مانند امور مالی و کشف دارو سرعت خواهد بخشید.
MPI (Message Passing Interface) (10) اجرای موازی و توزیع شده Qulacs را امکان پذیر می کند و به انتقال داده دست می یابد که پهنای باند شبکه را با همپوشانی محاسبات و ارتباطات به حداکثر می رساند. فوجیتسو روش جدیدی را برای تنظیم مجدد حالت های کیوبیت مستقر در حافظه توزیع شده روی خوشه با توجه به پیشرفت مدار کوانتومی و محاسبات آن توسعه داده است که می تواند هزینه های ارتباطی را کاهش دهد. این سیستم جدید علاوه بر “کولاک” با سایر نرم افزارهای شبیه سازی کوانتومی نیز سازگار است.
شبیه ساز کوانتومی جدید 36 کیوبیتی، سریع ترین سرعت پردازش جهان را ارائه می دهد
فوجیتسو یک شبیه ساز کوانتومی موازی و توزیع شده برای یک سیستم خوشه ای متشکل از 64 گره در PRIMEHPC FX 700 فوجیتسو توسعه داده است.
شبیه ساز کوانتومی جدید توسعه یافته می تواند نرم افزار شبیه سازی کوانتومی “Qulacs”(3) را به صورت موازی با سرعت بالا اجرا کند و در عملیات کوانتومی 36 کیوبیتی تقریباً دو برابر عملکرد دیگر شبیه سازهای کوانتومی پیشرو را به دست آورد. شبیه‌ساز کوانتومی جدید فوجیتسو به عنوان دروازه مهمی برای توسعه برنامه‌های محاسباتی کوانتومی است که انتظار می‌رود در سال‌های آینده وارد عمل شوند.
بر اساس این پیشرفت، از اول آوریل 2022، فوجیتسو و شرکت فوجی فیلم (از این پس فوجی فیلم) تحقیقات مشترکی را در مورد کاربردهای محاسبات کوانتومی در علم مواد آغاز خواهند کرد.
Vivek Mahajan، مدیر اجرایی شرکت، CTO، Fujitsu Limited، اظهار داشت: «ما اکنون در طلوع عصر جدیدی در فناوری اطلاعات هستیم. فوجیتسو با به کارگیری مهارت های پیشرفته خود در فناوری های محاسباتی که طی چندین دهه پرورش یافته است، سریع ترین شبیه ساز کوانتومی جهان را با موفقیت توسعه داده است – اخیراً ما از این دانش برای استفاده از همکاری با RIKEN برای طراحی ابررایانه فوگاکو استفاده کرده ایم که سریع ترین در جهان باقی مانده است. برای دو سال گذشته در آینده، هدف ما این است که از این شبیه‌ساز کوانتومی جدید برای مشتریان خود استفاده کنیم تا توسعه برنامه‌های کوانتومی را تسریع بخشیم و در نهایت با حل یک سری مشکلات پیش روی جامعه، به دنیایی پایدار کمک کنیم.»
PRIMEHPC FX 700 به همان پردازنده A64FX مجهز شده است که قدرت ابررایانه فوگاکو را تامین می کند و می تواند در محاسبات با فرمت ممیز شناور با دقت مضاعف به حداکثر عملکرد تئوری 3072 ترافلاپس (TFLOPS) دست یابد. همچنین دارای 32 گیگابایت حافظه با پهنای باند بالا 1024 گیگابایت در ثانیه و سرعت 12.5 گیگابایت در ثانیه با اتصال گره ها از طریق InfiniBand است.
دوره: 1 آوریل 2022 تا 31 مارس 2023
هدف: استفاده از فناوری محاسبات کوانتومی در شیمی محاسباتی
محتوای تحقیق: بررسی و ارزیابی الگوریتم‌های خاص محاسبات کوانتومی در واکنش‌های شیمیایی مولکول‌ها و غیره.
نقش ها و مسئولیت ها:
فوجیتسو:
・ ارائه شبیه ساز کوانتومی، تجزیه و تحلیل نتایج محاسبات و بررسی روش های بهبود
فوجی فیلم:
・ تنظیم محاسبات شیمی کوانتومی، تجزیه و تحلیل نتایج محاسبات و بررسی روش های بهبود
برنامه های آینده
در آینده، فوجیتسو تلاش خواهد کرد تا فناوری‌های خود را بهبود بخشد، از جمله فناوری همجوشی دروازه‌های کوانتومی، که می‌تواند همزمان محاسباتی را برای چندین دروازه کوانتومی انجام دهد تا شبیه‌سازهای کوانتومی را در مقیاس بزرگ‌تر و با سرعت‌های بالاتر به‌وجود آورد. فوجیتسو همچنین قصد دارد یک شبیه‌ساز 40 کیوبیتی برای کاربرد در زمینه‌های مالی و کشف دارو تا سپتامبر 2022 توسعه دهد. فوجیتسو دانش انباشته‌شده خود از برنامه‌های کاربردی کوانتومی توسعه‌یافته بر روی شبیه‌سازهای کوانتومی را در توسعه رایانه‌های کوانتومی با هدف دستیابی به مراحل اولیه به کار خواهد گرفت. راه حل ها مشکلات اجتماعی با استفاده از فناوری کوانتومی
نظر پروفسور کیسوکه فوجی، بخش الکترونیک پیشرفته و علوم نوری، دانشکده تحصیلات تکمیلی علوم مهندسی، دانشگاه اوزاکا:
شبیه‌سازهای پرسرعت با استفاده از ابررایانه‌ها در توسعه نرم‌افزارهای کوانتومی و برنامه‌های کاربردی کوانتومی که عملکرد رایانه‌های کوانتومی به آن بستگی دارد، اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند. Qulacs، یک نرم‌افزار متن‌باز که توسط توسعه‌دهندگان در سراسر جهان استفاده می‌شود، و فن‌آوری در قلب ابرکامپیوتر Fugaku، برای ساخت سریعترین شبیه‌ساز کوانتومی جهان ترکیب شده‌اند که ما مطمئن هستیم توسعه آن را به طرز چشمگیری سرعت می‌بخشد. نرم افزار کوانتومی
نظر یوکیهیرو اوکونو، محقق ارشد مرکز فناوری تحلیل، فوجی فیلم:
کامپیوترهای کوانتومی پتانسیل انجام محاسبات بسیار دقیق در زمینه شیمی محاسباتی را دارند که توسط کامپیوترهای کلاسیک قابل انجام نیستند. فوجی فیلم این تحقیق مشترک را به عنوان یک مطالعه امکان سنجی برای استفاده از کامپیوترهای کوانتومی در علم مواد انجام خواهد داد.
