Hybride Quantenrechner - GPUs & QPUs in enger Zusammenarbeit
Hybride Quantenrechner kombinieren die bewährte Stärke klassischer HPC-Systeme und GPUs mit den einzigartigen Vorteilen von Quantenbeschleunigern. Sie sind darauf ausgelegt, komplexe Aufgaben hocheffizient zu lösen, die über die Fähigkeiten traditioneller Systeme weit hinausgehen. Mit diesem Ansatz können datenintensive Herausforderungen bewältigt werden, während gleichzeitig neue Forschungs- und Innovationsmöglichkeiten entstehen.
Wir bei Nelpx GmbH erproben und entwickelt in enger Zusammenarbeit mit unseren renommierten Partnern die neue hybride Technologie und möchten bereits in den nächsten Monaten mit einem fertigen Angebot an unsere Kunden herantreten.
Die Diamant-basierten Quantenbeschleuniger sind so konzipiert, dass sie in bestehende High-Performance-Computing (HPC)-Server und Workstations integriert werden können, um deren Leistung signifikant zu steigern. Hier sind einige Details:
Integration in bestehende Systeme:
- Die Quantenbeschleuniger sind vergleichbar in Größe und Form mit einer klassischen GPU oder CPU und können daher leicht in bestehende Hardware-Setups integriert werden.
- Sie arbeiten bei Umgebungstemperaturen, wodurch sie ohne komplexe Kühlmechanismen wie Kryotechnik funktionieren können.
Synergie zwischen Quanten- und klassischen Rechnern:
- Die Quantenbeschleuniger arbeiten als Co-Prozessoren, die bestimmte, sehr anspruchsvolle Aufgaben übernehmen, während die klassischen Systeme weiterhin für reguläre Berechnungen genutzt werden.
- Diese Aufgaben umfassen z. B. Optimierungsprobleme, chemische Simulationen, maschinelles Lernen und andere Bereiche, in denen Quantenalgorithmen schneller oder effizienter arbeiten können.
- Quantenbeschleuniger, sind für spezifische Berechnungen optimiert. Sie nutzen Quantenmechanismen wie Überlagerung und Verschränkung, um hochkomplexe Aufgaben wie Optimierungsprobleme oder Molekülsimulationen schneller und präziser zu lösen, als es klassische Systeme könnten.
Erweiterung der HPC-Fähigkeiten:
- Mit einem Quantenbeschleuniger können aktuelle HPC-Server schneller und energieeffizienter bestimmte Problemstellungen lösen, ohne dass man komplett neue, rein quantenbasierte Systeme einführen muss.
- Dies führt zu einer schrittweisen Einführung von Quantencomputing in den Alltag und senkt die Hürden für Unternehmen und Forschungseinrichtungen.
Massive Parallelisierung und mobile Anwendungen:
- In der Roadmap unserer Partner (bis 2025) wird angestrebt, diese Beschleuniger für massiv-parallelisierte Anwendungen sowie mobile Plattformen verfügbar zu machen. Das bedeutet, dass selbst kleinere Workstations oder mobile Geräte von dieser Technologie profitieren könnten.
Welche Vorteile bieten hybride Quantenrechner?
- Effiziente Ressourcennutzung: Durch die intelligente Kombination von HPC, GPUs und Quantenbeschleunigern wird die Rechenleistung maximiert. Jede Komponente übernimmt Aufgaben, die ihrer jeweiligen Stärke entsprechen, wodurch die Gesamtleistung erheblich gesteigert wird.
- Skalierbarkeit: Hybride Systeme lassen sich flexibel anpassen, um sowohl kleine als auch groß angelegte Berechnungen durchzuführen. Das macht sie für eine Vielzahl von Anwendungen in Forschung und Industrie geeignet.
- Kosteneffizienz: Da Quantenbeschleuniger bei Raumtemperatur arbeiten, entfällt die Notwendigkeit für teure Kühlsysteme. Dies senkt die Betriebskosten und macht die Technologie zugänglicher.
- Förderung von Innovationen: Mit hybriden Quantenrechnern können Unternehmen und Forschungseinrichtungen schneller auf neue Entdeckungen reagieren, da sie komplexe Berechnungen in kürzerer Zeit durchführen können.