O tamanho não é o principal: o pequeno computador quântico HELMI veio em auxílio do maior supercomputador da Europa LUMI

O computador quântico HELMI da organização de pesquisa VTT está conectado ao complexo LUMI HPC instalado no CSC IT Research Center finlandês em Kajaani. Alega-se que, pela primeira vez na Europa, os pesquisadores poderão tirar proveito de uma arquitetura híbrida que combina um supercomputador tradicional e um sistema quântico de uso geral. A União Europeia planeja criar toda uma infraestrutura de complexos HPC, complementados por sistemas quânticos. Seis locais já foram selecionados para sua colocação na República Tcheca, Alemanha, Espanha, França, Itália e Polônia.

A construção do LUMI começou em 2021 e o lançamento oficial ocorreu em 2022. Baseado na plataforma HPE Cray EX. A configuração inclui um bloco com aceleradores que consiste em 2560 nós, cada um dos quais consiste em um processador AMD EPYC Trento personalizado de 64 núcleos e quatro AMD Instinct MI250X. O segundo bloco contém apenas CPUs AMD EPYC Milan de 64 núcleos em 1536 nós de soquete duplo. No ranking atual do TOP500, o LUMI ocupa o terceiro lugar com um desempenho de 151,9 Pflops e um desempenho máximo de 214,4 Pflops.

Fonte da imagem: VTT

Por sua vez, o HELMI é um computador quântico de 5 qubits, que também começou a operar em 2021. A integração do sistema foi realizada em conjunto pelo Centro de Pesquisa Técnica VTT da Finlândia, CSC e Aalto University como parte da infraestrutura de computação quântica finlandesa FiQCI. Agora, está prevista a realização de uma competição aberta com o fornecimento de acesso piloto ao sistema para universidades finlandesas e organizações de pesquisa. No futuro, o acesso ao sistema será fornecido a um público mais amplo.

Espera-se que a integração do LUMI e do HELMI resolva os problemas computacionais mais complexos que nenhum desses sistemas pode lidar sozinho – alguns tipos de problemas podem ser resolvidos mais rapidamente, com mais precisão ou com menos energia precisamente em computadores quânticos, que, por sua vez, , não são adequados para cálculos tradicionais. Por exemplo, otimizar cadeias de suprimentos, itinerários de viagem e gerenciamento de portfólio é mais fácil de fazer com computadores quânticos.

O sistema híbrido também ajudará no desenvolvimento de novos produtos e materiais nas indústrias farmacêutica, química e de baterias. E o uso conjunto de IA e computação quântica levará a criação de novas estruturas moleculares a um novo nível. Além disso, o complexo híbrido acelerará e simplificará o desenvolvimento de algoritmos quânticos e software especializado para computadores quânticos.

O VTT posiciona o HELMI mais como um acelerador quântico ou coprocessador projetado para funcionar ao lado de sistemas HPC poderosos, como o LUMI. Prevê-se que o novo complexo híbrido seja utilizado naquelas áreas onde a alta precisão e qualidade dos cálculos são cruciais, mas o tempo para resolver o problema é limitado. Isso pode ser, por exemplo, previsões meteorológicas de curto prazo. A VTT já está projetando um computador quântico de 20 qubits, com um sistema de 50 qubits programado para ser lançado em 2024.