Quantencomputer im Höchstleistungsrechner – ein Whitepaper

Quantencomputing in den Forschungs- und Arbeitsalltag bringen: Dafür arbeitet das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) mit vielen Forschungsinstitutionen und Unternehmen zusammen. Geplant ist unter anderem, einen Quantenprozessor (QPU) des finnisch-deutschen Startups IQM Quantum Computers in die Supercomputer des LRZ einzubetten und so die noch fehlenden Steuerung und Kontrollfunktionen für die Zukunftstechnologie zu entwickeln. Die notwendigen Schritte und wie das hybride Rechnen künftig funktionieren soll, beschreiben Spezialist:innen von IQM und LRZ im Whitepaper „Quanten-Beschleunigung für Supercomputer“ (Bringing Quantum Acceleration to Supercomputers): „Beschleuniger sind der Schlüssel zur Entwicklung energieeffizienterer Systeme, die Supercomputer im Exa-Maßstab ermöglichen“, stellen die Autor:innen in fest, und:„Quantencomputer gehören zu den vielversprechendsten Beschleunigern, da sie ein andersartiges Berechnungsparadigma darstellen.“Die Integration wird die Architektur eines Supercomputers und die Arbeit mit ihm stark verändern: „Im Hochleistungsrechnen bedeutet dies ein Überdenken der gesamten Simulationspipeline, beginnend mit dem mathematischen Modell.“ Für hybrides Computing sind standardisierte Schnittstellen sowie neue Planungsinstrumente gefordert, die Rechenaufträge zu den jeweils passenden Ressourcen verteilen. Das wiederum wird auch die Entwicklung von Algorithmen beeinflussen: „Software, die über Jahre von der HPC-Gemeinschaft weiterentwickelt wurde, muss sorgfältig analysiert werden, um die Vorteile des Quantencomputing nutzen zu können.“ Das Whitepaper über die Veränderungen im Supercomputing durch Quantenprozessoren.

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