IBM ha presentato la prima architettura di riferimento per il quantum-centric supercomputing, per integrare i computer quantistici nell'attuale panorama dei supercomputer. L’architettura evidenzia come i processori quantistici possono lavorare insieme a GPU e CPU, nei sistemi on-premise, nei centri di ricerca e in cloud, per affrontare sfide scientifiche che nessun singolo approccio informatico può risolvere da solo. 

Disegnata per i workload attuali ma sufficientemente flessibile da evolversi al loro variare, l’architettura riunisce sistemi quantistici e classici in un ambiente di elaborazione unificato.

Combina hardware quantistico con l’infrastruttura classica ad alte prestazioni, inclusi cluster di CPU e GPU, reti ad alta velocità e storage condiviso per supportare workload computazionalmente intensivi e la ricerca di nuovi algoritmi.

Inoltre, l’approccio di IBM consente workload coordinati che uniscono l’informatica quantistica a quella classica. L’orchestrazione integrata e i framework software aperti, tra cui Qiskit, consentono a sviluppatori e scienziati di accedere alle funzionalità quantistiche attraverso strumenti e workload conosciuti, semplificando l’applicazione del quantum computing a problemi reali in settori come la chimica, la scienza dei materiali e l’ottimizzazione.

Gli scienziati stanno già utilizzando i computer quantistici di IBM in architetture quantum-centric per fornire risultati accurati in esperimenti reali. I risultati recenti rappresentano una delle prove più concrete del fatto che i sistemi quantistici, combinati con quelli classici, possono accelerare le scoperte scientifiche:

• I ricercatori di IBM, dell'Università di Manchester, dell'Università di Oxford e dell'Università di Ratisbona hanno creato una molecola half-Möbius, la prima del suo genere, verificando la sua insolita struttura elettronica con un computer quantistico.

• La Cleveland Clinic ha simulato una mini-proteina "tryptophan‑cage" composta da 303 atomi, uno dei più grandi modelli molecolari mai eseguiti su un computer quantistico.

• Un team composto da IBM, RIKEN e l'Università di Chicago ha scoperto lo stato di energia più basso dei sistemi quantistici ingegnerizzati, superando alcuni approcci che utilizzano solo metodi classici.

• RIKEN e gli scienziati di IBM hanno realizzato una delle simulazioni più estese di cluster ferro-zolfo, molecola fondamentale nella biologia e nella chimica, grazie al continuo scambio di dati tra i 152.064 nodi di calcolo classici del supercomputer Fugaku di RIKEN e un processore IBM Quantum Heron installato nello stesso centro di calcolo.

• Algorithmiq, il Trinity College di Dublino e IBM hanno pubblicato su Nature Physics, le modalità per simulare accuratamente sistemi caotici quantistici a molti corpi, come insiemi di atomi ed elettroni, utilizzando risorse computazionali classiche per mitigare il rumore.

Questi risultati confermano la capacità dei computer quantistici di IBM di portare valore nella risoluzione dei problemi scientifici. Con l’emergere di nuovi algoritmi quantistici, l’ecosistema globale di clienti e partner di IBM continuerà a sviluppare questa architettura per supportare risorse, reti e capacità software sofisticate. Per esempio, IBM e il Rensselaer Polytechnic Institute stanno lavorando per migliorare il modo in cui i workflow possano essere schedulati e orchestrati senza soluzione di continuità tra risorse di quantum computing e high performance computing. Con l'emergere di nuovi algoritmi questa architettura evolverà per guidare la prossima serie di applicazioni in chimica, scienza dei materiali e ottimizzazione, con una crescita esponenziale.