Fujitsu heeft zojuist de succesvolle ontwikkeling aangekondigd van ’s werelds snelste kwantumcomputersimulator. Deze simulator kan 36-qubit kwantumcircuits aansturen binnen het clustersysteem met de “FUJITSU PRIMEHPC FX 700 Supercomputer”, die dezelfde A64FX-CPU heeft die wordt gebruikt door Fugaku, ’s werelds snelste supercomputer.
De nieuwe kwantumsimulator kan de kwantumsimulatorsoftware “Qulacs” op hoge snelheid parallel uitvoeren, en bereikt ongeveer twee keer de prestaties van andere grote kwantumsimulators in kwantumbewerkingen van 36 qubit. De nieuwe kwantumsimulator van Fujitsu zal een belangrijke brug vormen voor de ontwikkeling van kwantumcomputertoepassingen en zal naar verwachting in de komende jaren operationeel zijn.
Op basis van deze doorbraak starten Fujitsu en Fujifilm Corporation (hierna Fujifilm) vanaf 1 april 2022 gezamenlijk onderzoek naar quantum computing-toepassingen op het gebied van materiaalkunde.
In de toekomst zal Fujitsu zijn inspanningen versnellen om kwantumcomputers te ontwikkelen met als doel tegen september 2022 een simulator van 40 qubits te ontwikkelen en gezamenlijk onderzoek en ontwikkeling van kwantumtoepassingen uit te voeren met klanten op gebieden zoals financiën en het ontdekken van geneesmiddelen.
Vivek Mahajan, Corporate Managing Director, CTO, Fujitsu Limited, zegt: “We staan ​​nu aan de vooravond van een nieuw tijdperk in informatietechnologie. Fujitsu heeft met succes ’s werelds snelste kwantumsimulator ontwikkeld door gebruik te maken van zijn toonaangevende expertise in computertechnologieën, die gedurende vele decennia is ontwikkeld. Deze kennis hebben we onlangs gebruikt om samen met RIKEN te werken aan het ontwerp van de Fugaku-supercomputer, die de afgelopen twee jaar de snelste ter wereld is gebleven. In de toekomst willen we deze nieuwe kwantumsimulator voor onze klanten gebruiken om de ontwikkeling van kwantumtoepassingen te versnellen en uiteindelijk bij te dragen aan een duurzame wereld door een aantal problemen in de samenleving op te lossen.”
Een nieuwe kwantumsimulator van 36 qubit biedt ’s werelds hoogste verwerkingssnelheid
Fujitsu heeft een parallelle en gedistribueerde kwantumsimulator ontwikkeld voor een 64-node clustersysteem op de PRIMEHPC FX 700 van Fujitsu.
De PRIMEHPC FX 700 wordt aangedreven door dezelfde A64FX-CPU die de Fugaku-supercomputer aandrijft en kan een maximale theoretische prestatie van 3.072 teraflops (TFLOPS) behalen in berekeningen met drijvende komma-indeling met dubbele precisie. Bovendien heeft het 32 ​​GB geheugen met een hoge bandbreedte van 1024 gigabyte (GB) per seconde en snelheden van 12,5 GB per seconde door knooppunten te verbinden via InfiniBand.
De nieuwe kwantumsimulator maakt gebruik van “Qulacs”, een van ’s werelds snelste kwantumsimulators ontwikkeld door Osaka University en QunaSys Corporation, en de prestaties van de geheugenbandbreedte werden gemaximaliseerd door meerdere berekeningen tegelijkertijd uit te voeren met behulp van SVE (Scalable Vector Extension) bij overdracht naar de A64FX.
MPI (Message Passing Interface) maakt parallelle en gedistribueerde uitvoering van Qulacs mogelijk en voert gegevensoverdracht uit die de netwerkbandbreedte maximaliseert door overlappende berekeningen en communicatie. Fujitsu heeft ook een nieuwe methode ontwikkeld om de toestanden van qubits die in het gedistribueerde geheugen in het cluster zijn geïmplementeerd, efficiënt opnieuw te ordenen op basis van de voortgang van het kwantumcircuit en de berekening ervan, waardoor de communicatiekosten worden verlaagd. Het nieuwe systeem is naast “Qulacs” ook compatibel met andere kwantumsimulatieprogramma’s.
Qiskit, een van de toonaangevende softwareontwikkelingstools voor kwantumcomputers, is beschikbaar voor Fujitsu’s kwantumsimulator en biedt ontwikkelaars van kwantumsoftware een zeer handige ontwikkelomgeving. In samenwerking met QunaSys is Fujitsu van plan om Qamuy kwantumchemische berekeningssoftware aan te bieden in de nieuwe kwantumsimulator om de middelen te leveren die nodig zijn om een ​​breed scala aan snelle kwantumchemische berekeningen uit te voeren.