日本理研推动量子计算机和超算富岳协作

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日本理研推动量子计算机和超算富岳协作

2023/01/03

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　　日本理化学研究所（简称：理研）为了推动量子计算机尽早实用化，将使之与超级计算机“富岳”（由理研与富士通联合开发）协作。量子计算机具备以超级计算机的逾1亿倍速度进行计算的可能性，但存在的课题也很多。将借助与超级计算机协作以实现更高端计算的“混合型”，提前至2025年实现量子计算机的实用化。将在新药和新材料开发等领域推动日本企业的技术创新。

　　理研将借助通信，使位于神户市的富岳和量子计算机连接起来，双方分担计算的任务和职能。量子计算机有望在超级计算机也难以处理的原子和电子水平的精细模拟实验等方面发挥实力，核心计算仅由量子计算机负责。


　　目前的量子计算机运行不稳定，容易发生计算错误。因此，计算呈现碎片化。理研将利用超级计算机整理和补强量子计算机的大量碎片化计算结果，使之接近正确答案。

　　量子计算机的全球开发竞争激烈，2019年美国谷歌的试制机3分钟完成超级计算机需要1万年的计算量。在日本，理研正在开发首台日本国产试制机，定于2022年度内在埼玉县和光市设置。  

　　谷歌提出的目标是，2029年造出已解决各种问题的“最终形态”量子计算机，实现正式利用。

　　理研将使发展途中的量子计算机与计算速度世界第2快的超级计算机富岳协作，力争在2025年前后实现实用化，领先谷歌。

图片由理研RQC提供

　　理研将通过丰田和日立制作所等组建的协议会，呼吁企业充分利用量子计算机和超级计算机融合的计算平台。到2023年度设置专业团队，研究计算方法等，研发促使量子计算机和超级计算机之间的数据交换顺利进行的技术。

　　量子计算机有望影响制药、能源、汽车和金融等广泛产业的竞争力。有助于精准预测物质的电子状态、开发具备新功能的材料、推动划时代的电池开发。针对人工光合成，能准确模拟光照射时的变化等，将朝着实用化迈进。还有望推动解决气候变化问题。   

　　在半导体材料开发和处理庞大数据的人工智能（AI）等领域，量子计算机也有望得到充分利用。超级计算机和量子计算机在经济安全保障上也很重要，自主拥有相关技术的必要性正在提高。在日本国内，具有在川崎市设置美国IBM量子计算机的案例，但与海外企业相比，日本企业的开发进展迟缓。在日本国内企业中，富士通将率先在2023年度造出试制机。


　　为了推动量子计算机的早日利用，与超级计算机协作的“混合型”正在成为世界的潮流。欧盟（EU）2022年10月宣布在德法意等区域内6个地点设置基地，构建使超级计算机和量子计算机协作的计算平台。

　　设想的使用方法包括作为“数字孪生（DigitalTwin）”在虚拟空间重现人体以加快新药开发，以及优化物流网、推动削减燃料费等。在美国，亚马逊网络服务(AWS）等力争通过量子计算机和传统计算机的联动服务实现实用化。

　　波士顿咨询公司（BCG）预测称，量子计算机到2040年前后将创造最多8500亿美元的经济价值。如果加以利用的时间提前，市场扩大的速度有可能加快。