欧洲发布《欧洲量子计算和量子模拟基础设施》白皮书

作者: 2022-07-11 11:31 来源:
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22日,欧洲量子旗舰计划发布《欧洲量子计算和量子模拟基础设施》白皮书[1],分析了当前欧洲量子计算与量子模拟技术的现状与未来规划,并探讨了如何实现高性能计算与量子计算的融合发展。该白皮书由欧洲高性能计算学术共同体与量子计算学术共同体联合撰写。

欧洲于2018年开展了欧洲高性能计算联合项目(EuroHPC JU),旨在发展欧洲的世界级高性能计算生态系统。欧洲量子计算与模拟基础设施(EuroQCS)将大幅提高EuroHPC JU高性能计算机的计算能力。EuroHPC JU初步计划在2021~2022年间投入6000万欧元来建设EuroQCS,包括对连接到高性能计算机的量子计算机和量子模拟器的投资,以及保障其运行和支持相关研究。

 

1EuroQCS的发展时间表

12021年,采购和部署5台高性能计算机(每秒运算次数可达1016),作为潜在的EuroQCS站点,并在“地平线2020”计划下启动高性能计算机与量子模拟器混合项目(HPC|QS)。

22021~2022年,采购和部署3台预超大规模超算系统(每秒运算次数可达1017),作为潜在的EuroQCS站点。

32022~2023年,量子旗舰计划进入过渡阶段,部署中等规模(50~200量子比特)量子计算原型机。

42023~2025年,部署2台超大规模超算系统(每秒运算次数可达1018),作为潜在的EuroQCS站点。

52025年,进入中等规模量子计算原型机测试阶段,通过纠错增强含噪声中等规模(NISQ)量子计算机的处理机制实现更深层次的算法,开发基于NISQ的系统、量子应用和算法理论、软件架构、编译器和库以及电子设计自动化(EDA)和仿真工具的跨硬件基准测试,确定有潜力的应用程序进行整合以创建基于NISQ设备的第一代应用程序,启动EuroQCS

62027年,部署和接入中等规模的计算平台,基于NISQ设备实现第一代大规模应用,示范全面超越经典算法的量子算法,示范可建立复杂工作流、可使用百亿亿次高性能计算系统和新型量子加速器的用例或应用程序。

72030年,基于量子旗舰计划所有阶段的成果,形成一体化的大规模量子计算平台(超过200量子比特),示范具有完全纠错能力的量子处理器和具有一套通用量子门的稳健量子比特,实现用于软件和跨平台基准测试的扩展量子算法套件,实现有效利用混合计算的量子计算机原型和应用程序。

2EuroQCS的目标与技术路线图

EuroQCS的目标是成为欧洲经典-量子混合计算的联合基础设施,并可实现远程访问量子计算和量子模拟设备。具体的技术路线图如下:

1)在高性能计算中心整合各类高性能计算以及量子计算和量子模拟资源,并能通过云访问或传统网络连接的方式进行独立访问。

2)建立一个有同行评议指导的用户提案选择机制,确保成功汇集分布在欧洲的优秀计算资源,消除壁垒,并实现模块化和降低成本。

3)示范经典-量子混合协同处理系统,该系统能使用户通过云访问在不同的量子架构上测试其算法和协议,并为验证和模拟量子硬件提供测试基准。

4)构建完善的EuroQCS硬件系统。               (杨况骏瑜)



[1] European Quantum Computing & Simulation Infrastructure. https://qt.eu//app/uploads/2022/02/20220202_HPC-QCS-JWP-final.pdf

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