Репортаж от Wedoany，Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) США недавно объявило о официальном запуске программы «Гетерогенная архитектура для квантовых вычислений» (HARQ), направленной на решение проблемы зависимости современных квантовых вычислений от единого типа кубитов. Программа нацелена на интеграцию различных технологий кубитов в единую системную архитектуру, закладывая основу для следующего поколения масштабируемых квантовых вычислений. Согласно официальному пресс-релизу DARPA, руководитель программы HARQ Джастин Коэн заявил: «Каждая технология кубитов имеет свои уникальные преимущества, но ни один отдельный метод не может удовлетворить все требования для крупномасштабных высокопроизводительных квантовых систем. HARQ требует от квантового сообщества отказаться от мышления "один кубит правит всем"».
Программа HARQ включает два параллельно развивающихся технологических направления. Первое направление под названием «Оптимизированная программная архитектура для нескольких кубитов через компиляцию с соединением» (MOSAIC) сосредоточено на разработке компиляторов и уровня программных абстракций, способных сопоставлять квантовые алгоритмы с гетерогенными ресурсами кубитов. Согласно документам DARPA, цель MOSAIC — разработать квантовые компиляторы, учитывающие оборудование и сеть, которые распределяют квантовые операции по наиболее подходящим типам кубитов, что потенциально может снизить потребность в ресурсах до одной тысячной. Второе направление называется «Квантовая общая магистраль» (QSB) и сосредоточено на разработке аппаратных технологий высококачественных квантовых соединений, способных связывать различные платформы кубитов.
Команды, участвующие в направлении MOSAIC, включают Infleqtion, memQ, Q-CTRL, Мичиганский университет и Пенсильванский университет. Согласно объявлению компании memQ, в её команду также входят qBraid и исследователи из Массачусетского технологического института, Йельского университета и Чикагского университета, которые будут разрабатывать квантовые компиляторы, учитывающие оборудование и сеть, через оптимизированное сопоставление и разделение логических схем на различных квантовых процессорах, используя специфические преимущества каждой модальности кубитов. Согласно официальному пресс-релизу Университета Карнеги-Меллон, направление QSB включает Техасский университет в Остине, Австралийский национальный университет, Университет Карнеги-Меллон, Федеральную политехническую школу Лозанны, Гарвардский университет, IonQ, Стэнфордский университет, Калифорнийский университет в Беркли, Иллинойсский университет в Урбане-Шампейне и Мэрилендский университет. Команду Университета Карнеги-Меллон возглавляет доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Цин Ли, которая будет разрабатывать схему оптического преобразования частоты на основе интегрированной фотонной платформы из карбида кремния для высококачественного преобразования квантовых состояний в диапазоне длин волн от 370 до 1550 нанометров.
Участвующие команды имеют различные специализации в конкретных технических подходах. Вклад компании IonQ сосредоточен на разработке специализированных квантовых запоминающих устройств, изготовленных из синтетического алмаза квантового класса, предназначенных для удовлетворения требований DARPA к высокой скорости и точности распределения запутанности на большие расстояния. Согласно официальному объявлению IonQ, компания в сотрудничестве с Лабораторией исследований ВВС продемонстрировала первое в мире соединение двух коммерческих квантовых компьютеров через удалённое фотонное соединение с использованием квантовой запутанности, подтвердив способность генерировать, передавать и детектировать фотоны, необходимые для соединения разделённых процессоров. Доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне Кеджи Фанг получил двухлетний грант в размере 2 миллионов долларов на разработку источника запутанных фотонов с адаптивной длиной волны на основе нелинейных фотонных интегральных схем, сочетающего технологии нанофотонных волноводов из фосфида индия-галлия и тонкоплёночных периодически поляризованных волноводов из ниобата лития.
Программа HARQ охватывает 19 исполнительных команд из 15 учреждений, включая академические и промышленные круги. Согласно открытой информации о проекте, его цикл установлен в 24 месяца, и ожидается, что в течение двух лет будет продемонстрирована осуществимость гетерогенной квантовой архитектуры. Через программу HARQ DARPA продвигает смену парадигмы в квантовых вычислениях от «гомогенного» подхода к «гетерогенному», заимствуя зрелые идеи разделения труда и сотрудничества между CPU, GPU и ASIC в классических вычислениях. В случае успеха этой программы HARQ установит базовые стандарты для архитектуры квантовых систем, сделав ключевой шаг на пути превращения квантовых вычислений из лабораторных в практические, что в будущем может ускорить научные открытия в таких областях, как материаловедение, химия и медицина.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
