IBM HPC ইন্টিগ্রেশনের জন্য প্রথম কোয়ান্টাম-কেন্দ্রিক সুপারকম্পিউটিং ব্লুপ্রিন্ট উন্মোচন করেছে

আলভিন ল্যাং মার ১২, ২০২৬ ২১:১৩

IBM কোয়ান্টাম-কেন্দ্রিক সুপারকম্পিউটিংয়ের জন্য শিল্পের প্রথম রেফারেন্স আর্কিটেকচার প্রকাশ করেছে, যা বিদ্যমান HPC অবকাঠামো এবং ক্লাসিক্যাল অ্যাক্সিলারেটরগুলির সাথে QPU ইন্টিগ্রেশন সক্ষম করে।

IBM ১২ মার্চ, ২০২৬ তারিখে কোয়ান্টাম-কেন্দ্রিক সুপারকম্পিউটিংয়ের জন্য প্রথম প্রকাশিত রেফারেন্স আর্কিটেকচার প্রকাশ করেছে, যা বিদ্যমান উচ্চ-কর্মক্ষমতা কম্পিউটিং অবকাঠামোর সাথে কোয়ান্টাম প্রসেসিং ইউনিটগুলি একীভূত করার জন্য একটি প্রযুক্তিগত ব্লুপ্রিন্ট প্রদান করে। হাইব্রিড কোয়ান্টাম-ক্লাসিক্যাল ওয়ার্কফ্লো পদার্থবিদ্যা এবং রসায়ন সমস্যাগুলির জন্য নেতৃস্থানীয় ক্লাসিক্যাল পদ্ধতির সাথে তুলনীয় ফলাফল প্রদর্শন করায় ফ্রেমওয়ার্কটি ক্রমবর্ধমান প্রয়োজনীয়তা মোকাবেলা করে।

আর্কিটেকচারটি বর্ণনা করে কীভাবে QPU গুলি সম্পূর্ণ নতুন কম্পিউটিং স্ট্যাক প্রয়োজন ছাড়াই আধুনিক HPC পরিবেশে CPU এবং GPU এর পাশাপাশি কাজ করতে পারে। IBM এটিকে মডুলার এবং কম্পোজেবল হিসাবে ডিজাইন করেছে, খোলা সফ্টওয়্যার, স্ট্যান্ডার্ড ইন্টারফেস এবং কনফিগারেশনের উপর নির্ভর করে যা বিদ্যমান ওয়ার্কফ্লো এবং শিডিউলারগুলিতে প্লাগ ইন করে।

বাস্তব-বিশ্ব স্থাপনা ইতিমধ্যে চলছে

এটি তাত্ত্বিক নয়। IBM ইতিমধ্যে RIKEN এর সুপারকম্পিউটিং পরিবেশে প্রাথমিক সংস্করণ স্থাপন করেছে এবং জাপানের Fugaku সিস্টেমের সাথে একীভূত হয়েছে—১,৫২,০৬৪টি ক্লাসিক্যাল নোড সহ একটি মেশিন। Cleveland Clinic এবং IBM এর মধ্যে যৌথ কাজ ৩০০-পরমাণু Trp-cage মিনিপ্রোটিনের দুটি কনফর্মারের আপেক্ষিক শক্তি ভবিষ্যদ্বাণী করতে কোয়ান্টাম-কেন্দ্রিক সুপারকম্পিউটিং ওয়ার্কফ্লো ব্যবহার করেছে, কোয়ান্টাম সিমুলেশনকে ৩৩টি অরবিটাল পর্যন্ত স্কেল করে এবং যুগ্ম-ক্লাস্টার পদ্ধতির নির্ভুলতার সাথে মিলিত করেছে।

আরেকটি সহযোগিতা একটি অর্ধ-মোবিয়াস অণুর ইলেকট্রনিক কাঠামো যাচাই করেছে, যার ফলাফল Science এ প্রকাশিত হয়েছে। এগুলি খেলনা সমস্যা নয়—এগুলি বৈজ্ঞানিকভাবে অর্থবহ সিস্টেমের প্রতিনিধিত্ব করে যা গণনামূলক সীমানাকে এগিয়ে নিয়ে যায়।

চার-স্তর আর্কিটেকচার স্ট্যাক

রেফারেন্স আর্কিটেকচার স্বতন্ত্র স্তরগুলিতে বিভক্ত হয়। অ্যাপ্লিকেশন স্তর গণনামূলক লাইব্রেরিগুলি পরিচালনা করে যা বিভিন্ন পরিবেশে চালু করার জন্য সমস্যাগুলিকে উপাদানগুলিতে বিভক্ত করে। এখানে, ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম লাইব্রেরিগুলি প্রস্তুত করে, অপ্টিমাইজ করে এবং অ্যাপ্লিকেশন ডোমেনের জন্য নির্দিষ্ট সার্কিটগুলিতে কোয়ান্টাম ওয়ার্কলোডগুলি পোস্ট-প্রসেস করে।

অ্যাপ্লিকেশন মিডলওয়্যার নীচে বসে, যেখানে MPI এবং OpenMP এর মতো প্রোটোকলগুলি কোয়ান্টাম-অপ্টিমাইজড মিডলওয়্যারের পাশাপাশি কাজ করে। Qiskit v2.0 একটি C ফরেন ফাংশন ইন্টারফেস নিয়ে এসেছে যা অন্যান্য প্রোগ্রামিং ভাষায় Python এক্সপোজার প্রসারিত করে, যখন v2.1 সার্কিট র্যান্ডমাইজেশন এবং ত্রুটি প্রশমনের জন্য কাস্টমাইজযোগ্য বক্স টীকা চালু করেছে।

অর্কেস্ট্রেশন স্তর Quantum Resource Management Interface (QRMI) এর মতো সরঞ্জামগুলির মাধ্যমে সম্পদ বরাদ্দ পরিচালনা করে—একটি ওপেন-সোর্স লাইব্রেরি যা হার্ডওয়্যার-নির্দিষ্ট বিবরণ বিমূর্ত করে। Slurm ওয়ার্কলোড ম্যানেজার বাস্তবায়নের জন্য, একটি কোয়ান্টাম SPANK প্লাগইন ক্লাসিক্যাল সম্পদের পাশাপাশি শিডিউলযোগ্য সত্তা হিসাবে কোয়ান্টাম সম্পদ প্রকাশ করে।

হার্ডওয়্যার অবকাঠামোর বিবরণ

ভিত্তিতে তিন-স্তরের হার্ডওয়্যার অবকাঠামো বসে। সবচেয়ে ভিতরের স্তরে কোয়ান্টাম সিস্টেম নিজেই রয়েছে—ক্লাসিক্যাল রানটাইম প্লাস QPU গুলি রিয়েল-টাইম ইন্টারকানেক্টের মাধ্যমে সংযুক্ত। এর মধ্যে FPGA, ASIC এবং CPU গুলি রয়েছে যা সংগতি সময়ের সীমাবদ্ধতার মধ্যে কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন ডিকোডিং, মিড-সার্কিট পরিমাপ এবং কিউবিট ক্যালিব্রেশন পরিচালনা করে।

দ্বিতীয় স্তর RDMA over Converged Ethernet বা NVQLink এর মতো কম-বিলম্বিত ইন্টারকানেক্টগুলির মাধ্যমে সংযুক্ত সহ-অবস্থিত CPU এবং GPU সিস্টেম যোগ করে। এগুলি কোয়ান্টাম ত্রুটি সংশোধন টেস্টবেড হিসাবে কাজ করে, কোয়ান্টাম সিস্টেমের নেটিভ সক্ষমতার বাইরে গণনামূলকভাবে নিবিড় ত্রুটি সনাক্তকরণ কৌশল সমর্থন করে।

পার্টনার স্কেল-আউট সিস্টেমগুলি চূড়ান্ত স্তর গঠন করে—ক্লাউড বা অন-প্রিমাইসেস সম্পদ যা QPU এক্সিকিউশনের সাথে ক্লাসিক্যাল ওয়ার্কলোড পরিচালনা করে। এই মডুলার পদ্ধতি ডেটা সেন্টারগুলির জন্য বিদ্যমান ক্লাস্টারগুলির পাশাপাশি কোয়ান্টাম সিস্টেম স্থাপন করার পথকে সরল করে।

কেন HPC সেন্টারগুলি এখন যত্ন নেওয়া উচিত

সময়টি গুরুত্বপূর্ণ। যেহেতু নমুনা-ভিত্তিক কোয়ান্টাম ডায়াগোনালাইজেশনের মতো কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমগুলি ক্লাসিক্যাল পদ্ধতির জন্য চ্যালেঞ্জিং স্কেলে পৌঁছায়, ডোমেইন বিজ্ঞানীরা তাদের টুলকিটে কোয়ান্টাম একীভূত করার চাপের মুখোমুখি হন। নতুন ত্রুটি প্রশমন এবং সংশোধন কৌশলগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে HPC সক্ষমতা জড়িত করে, এবং ফল্ট-টলারেন্ট সিস্টেম আসা পর্যন্ত অপেক্ষা করার অর্থ একীকরণ শেখার বক্ররেখা হারিয়ে ফেলা।

IBM এটিকে একটি ফ্রেমওয়ার্ক হিসাবে তুলে ধরে যা বর্তমান সিস্টেমগুলির জন্য একটি নির্দেশমূলক ব্লুপ্রিন্টের পরিবর্তে পরবর্তী দশকে বিকশিত হবে। HPC সেন্টারগুলি এখন জড়িত হয়ে উচ্চ-প্রভাব অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সিস্টেম সহ-ডিজাইন করতে পারে এবং ফল্ট টলারেন্সে স্কেল করার ভিত্তি স্থাপন করতে পারে। আর্কিটেকচার রসায়ন, উপকরণ বিজ্ঞান এবং অপ্টিমাইজেশন সমস্যাগুলি মোকাবেলা করে যা কোন একক কম্পিউটিং পদ্ধতি একা পরিচালনা করে না—ঠিক যে ডোমেনগুলিতে কোয়ান্টামের তাত্ত্বিক সুবিধাগুলি অবশেষে ব্যবহারিক সক্ষমতায় রূপান্তরিত হতে পারে।

• ibm
• কোয়ান্টাম কম্পিউটিং
• সুপারকম্পিউটিং
• hpc
• qiskit