36 Qubits: Fujitsu stellt Quantensimulator mit ARM-CPU A64FX vor
Mit dem 64-Node-Supercomputer PRIMEHPC FX 700 und der Open-Source-Software Qulacs will Fujitsu das Verschränken von 36 Qubits simulieren.
(Bild: Andrew Ostrovsky/stock.adobe.com)
- Susanne Nolte
Fujitsu hat einen 36-Qubit-Quantensimulator entwickelt, der nach eigenen Angaben der rechenstärkste Quantensimulator der Welt sein soll. Gebaut aus 64 Cluster-Knoten von Fujitsus Supercomputer PRIMEHPC FX 700 soll er Quantengatter mit 36 verschränkten Qubits simulieren können. Der HPC-Cluster (High-Performance Computing) arbeitet mit der hauseigenen ARM-CPU A64FX. Entwickelt hatte Fujitsu den Prozessor fürs HPC, speziell für Fugaku, seit Juni 2020 und zumindest noch bis Juni 2022 der schnellste Supercomputer der Welt.
Installiert ist die Open-Source-Software Qulacs zur Quantengattersimulation, die hauptsächlich an der Universität Osaka entwickelt wurde und von QunaSys weitergepflegt wird. Das MPI (Message Passing Interface) soll die parallele und verteilte Ausführung von Qulacs erlauben. Fujitsu berichtet zudem von einer neuen Methode, die die Qubit-Zustände im verteilten Speicher des Clusters im Laufe der Berechnungen effizient neu anordnen und damit die Kommunikationskosten reduzieren kann.
Mehr Software zur Auswahl
Fujitsu schätzt die Leistung des Systems auf das Doppelte dessen, was derzeitige Quantensimulatoren wie das vom Forschungszentrum Jülich entwickelte JUQCS, Intels Quantum Simulator Intel-QS oder IBMs Qiskit-Aer berechnen können. Ausführen lassen sich auf dem PRIMEHPC FX 700 aber auch andere Anwendungen zur Quantensimulation. Verfügbar ist vor allem IBMs Open-Source-SDK (Software Development Kit) Qiskit für Python-Anwendungen auf Quantencomputern. Fujitsu will zudem in Zusammenarbeit mit QunaSys dessen quantenchemische Berechnungssoftware Qamuy bereitstellen.
Vorantreiben will Fujitsu mit dem Quantensimulator die Entwicklung von Quantencomputeranwendungen, die in den kommenden Jahren zum Einsatz kommen sollen. Entstehen soll bis September 2022 außerdem ein 40-Qubit-Simulator für Anwendungen in den Bereichen Finanzen und Arzneimittelforschung.
Zusammen mit Fujifilm plant Fujitsu zudem, an Quantenanwendungen in den Bereichen der Materialwissenschaft und der computergestützten Chemie zu forschen. Entstehen sollen neue Methoden für das Materialdesign. Auch wollen die Forscher untersuchen, welche Quanten-Algorithmen sich zum Berechnen molekularer chemischer Reaktionen eignen.
(sun)
