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Estudo da HPE mostra supercomputador essencial na jornada quântica

Supercomputadores com algoritmos otimizados podem comparar com precisão a vantagem computacional entre computadores binários clássicos e quânticos

Estudo da HPE mostra supercomputador essencial na jornada quântica

A Hewlett Packard Enterprise (HPE) anunciou um novo estudo que demonstra como os supercomputadores podem ser usados ​​para testar e comparar o desempenho computacional para a comunidade de computação quântica, redefinindo as alegações teóricas de desempenho que os futuros computadores quânticos fornecerão. Os resultados da pesquisa revelam como um problema, chamado Gaussian Boson Sampling (GBS), que é considerado um domínio da computação quântica, foi alcançado usando computação de alto desempenho (HPC), ou supercomputação, expandindo a fronteira de problemas que os supercomputadores podem resolver.

Para ajudar a comparar a vantagem computacional e identificar quando e onde os futuros computadores quânticos agregarão valor, a HPE está continuamente explorando maneiras de otimizar sistemas de computação de alto desempenho ou supercomputadores

Na nova pesquisa, membros da equipe do HPC e AI Business Group da HPE e da Hewlett Packard Labs, braço de P&D da HPE, colaboraram com a Universidade de Bristol e o Imperial College London para melhorar uma previsão anterior de que levaria 600 milhões de anos para simular um bóson de Gauss. Problema de amostragem do mesmo tamanho de um computador quântico experimental, no maior supercomputador do mundo. Depois de desenvolver um algoritmo e aplicá-lo a uma simulação do problema GBS executado em gerações menores e mais antigas de supercomputadores construídos pela HPE, as equipes usaram os resultados da simulação para prever que levaria apenas 73 dias em um supercomputador ainda mais rápido. O novo algoritmo representa uma aceleração de bilhões de vezes em comparação com abordagens anteriores para computadores clássicos.

“A pesquisa de hoje, resultado de uma forte colaboração entre as equipes da HPE, da Universidade de Bristol e do Imperial College London, foi inspirada na vanguarda do desenvolvimento da computação quântica para estender o valor que a supercomputação oferece, quando combinada com algoritmos otimizados, para comparar com precisão vantagem computacional entre computadores clássicos e computadores quânticos e estabelecer novos padrões de desempenho”, disse Justin Hotard, vice-presidente sênior e gerente geral de HPC e IA da HPE. “Estamos ansiosos para promover esse esforço em parceria com a comunidade de computação quântica e integrando a linha de produtos de supercomputadores HPE Cray com outras tecnologias capacitadoras para avançar na jornada para o desenvolvimento de futuros computadores quânticos”, comentou.

Avanço da supercomputação

O experimento mais recente mostra o valor crescente da supercomputação e como ela pode ser usada para testar e apoiar experimentos quânticos atuais ou de curto prazo que ajudam a acelerar a relevância comercial dos computadores quânticos. A pesquisa também prevê que, à medida que a supercomputação continua avançando, como os próximos supercomputadores exascale que são até 10 vezes mais rápidos do que alguns dos supercomputadores mais poderosos de hoje, os resultados da computação quântica podem ser verificados em janelas de tempo ainda mais curtas, de meses a semanas em sistemas mais rápidos.

O mais recente resultado da pesquisa da HPE é um exemplo poderoso do valor sustentado da HPC e do potencial para novos algoritmos na computação clássica e quântica. A HPE e as equipes foram inspiradas por afirmações feitas em um artigo anterior, a Vantagem Computacional Quântica Usando Fótons, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC). No artigo, os pesquisadores da USTC compartilham descobertas de um experimento envolvendo um grande e complexo estado quântico de luz que foi medido usando detectores de fóton único em um protocolo chamado “Gaussian Boson Sampling” (GBS). A USTC previu que a simulação do GBS, que eles realizaram em um computador quântico fotônico de propósito único, em 200 segundos, levaria 600 milhões de anos para simular no maior supercomputador do mundo.

Pesquisadores da HPE, da Universidade de Bristol e do Imperial College London, aplicaram um algoritmo que calculou probabilidades exatas e correlacionadas de detecção de fótons para simulações de GBS. Os pesquisadores primeiro executaram as simulações no supercomputador Isambard da GW4 e em um supercomputador HPE que a HPE usa internamente como um sistema de teste. As simulações nesses sistemas foram então usadas para prever que levaria cerca de 73 dias para rodar no supercomputador mais rápido de hoje e cerca de três semanas em um supercomputador exascale. O experimento e os resultados foram publicados no artigo de hoje, The Boundary of Quantum Advantage in Gaussian Boson Sampling .
A HPE contribui para a comunidade de computação quântica com benchmarks e marcos HPC

Para ajudar a comparar a vantagem computacional e identificar quando e onde os futuros computadores quânticos agregarão valor, a HPE está continuamente explorando maneiras de otimizar sistemas de computação de alto desempenho ou supercomputadores para validar experimentos e velocidade cada vez mais exigentes de tempo para discernimento. Ao usar arquiteturas heterogêneas em CPUs, GPUs, FPGAs e outros tipos de aceleradores, além de integrar software e recursos de rede específicos, a HPE continua a aprimorar o HPC, que é a solução mais poderosa hoje para resolver os problemas mais desafiadores do mundo, como em diagnóstico e tratamento de câncer, design de medicamentos, energia renovável, sustentabilidade e aproveitamento do poder da mecânica quântica para computação.

Serviço
www.hpe.com

Computador Quântico

Gaussian Boson Sampling

HPC

HPE

Imperial College London

Supercomputador

Universidade de Bristol

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