Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft IBM geselecteerd voor een fase I Genesis Mission-project gericht op de ontwikkeling van AI-ondersteunde kwantumtoepassingen. Het bedrijf is tevens van plan om de komende vijf jaar tot $50 miljoen aan toegang tot IBM-kwantumsystemen te verstrekken aan nationale laboratoria van het ministerie van Energie en hun partners.
De Genesis Mission bouwt een nationaal raamwerk voor wetenschappelijk computergebruik dat AI, klassieke high-performance computing, kwantumcomputing, wetenschappelijke instrumenten en onderzoeksdata samenbrengt. De keuze voor IBM voegt een kwantumcomponent toe aan de eerste reeks projecten binnen de aanvraagprocedure van de Genesis Mission.
Dit werk vormt een aanvulling op de geplande computerinfrastructuur van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) in het Oak Ridge National Laboratory. Zoals eerder gemeld, zal het Lux-systeem van AMD naar verwachting het eerste volledig operationele platform voor de Genesis-missie worden, waarbij gefinancierde projecten het naar verwachting in oktober 2026 in gebruik zullen nemen. Lux combineert AMD Instinct MI355X GPU's, EPYC CPU's en Pensando-netwerken ter ondersteuning van AI-diensten, conventionele HPC-workloads, simulaties en data-intensieve onderzoeksworkflows. De bijdrage van IBM is gericht op het uitbreiden van dit model met kwantumresources voor workloads waar klassieke systemen en AI alleen ontoereikend zijn.
AI-ondersteunde ontwikkeling van kwantumtoepassingen
Het fase I-project van IBM onderzoekt een omgekeerde workflow voor het identificeren van toepassingen voor kwantumcomputing. In plaats van te beginnen met een wetenschappelijk probleem en te zoeken naar een kwantumalgoritme, is IBM van plan te beginnen met bekende kwantumalgoritmen en een AI-onderzoeksassistent in te zetten om wetenschappelijke problemen in gepubliceerde literatuur te vinden die aan de eisen van de algoritmen voldoen.
Het systeem zou onderzoeksartikelen beoordelen, mogelijke overeenkomsten tussen algoritmen en problemen identificeren, deze toetsen aan door mensen gedefinieerde criteria en een toelichting genereren die onderzoekers kunnen evalueren. Het doel is om de handmatige inspanning die nodig is voor het doorzoeken van wetenschappelijke literatuur te verminderen en toepassingsmogelijkheden te ontdekken die anders mogelijk over het hoofd gezien zouden worden.
De Phase I-subsidies van het DOE zijn bedoeld om onderzoeksworkflows op te zetten en te testen voordat er op grotere schaal financiering en implementatie plaatsvindt. Teams zullen evalueren of AI-gestuurde benaderingen de ontdekking van nieuwe inzichten kunnen versnellen, de voorspellingsnauwkeurigheid kunnen verbeteren, experimentele workflows kunnen optimaliseren of nieuwe onderzoeksmogelijkheden kunnen identificeren.
Kwantumsystemen beschikbaar voor DOE-laboratoria
IBM heeft aangekondigd dat het systemen zoals de IBM Quantum Heron met 156 qubits en de IBM Quantum Nighthawk met 120 qubits beschikbaar zal stellen aan de nationale laboratoria van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) en hun onderzoekspartners. Het bedrijf zal ook technische ondersteuning bieden voor de integratie van kwantumhardware met de bestaande AI- en HPC-omgevingen van de laboratoria.
IBM beheert 15 kwantumsystemen en meldt een uptime van meer dan 97 procent voor het gehele systeem. De nieuwste Nighthawk-architectuur omvat 120 programmeerbare qubits, ondersteunt meer dan 5,000 kwantumoperaties en levert een doorvoer van maximaal 100,000 circuits per seconde.
De praktische waarde van het programma zal afhangen van de integratie in de workflow, en niet zozeer van de kwantumhardware alleen. Kwantumsystemen zullen waarschijnlijk selectief worden ingezet, waarbij AI grote onderzoeksgebieden afbakent en conventionele, door GPU's versnelde supercomputers de simulatie en gegevensverwerking voor hun rekening nemen. Kwantumprocessoren kunnen vervolgens worden ingezet voor specifieke onderdelen van een workload die moeilijk efficiënt te modelleren zijn met klassieke methoden.
Onderzoek naar gesmolten zout illustreert het model.
IBM wees op een recente samenwerking met Oak Ridge National Laboratory en Cleveland Clinic als voorbeeld van deze aanpak. De organisaties gebruikten een kwantumcentrische workflow om gesmolten zouten te bestuderen die relevant zijn voor de productie van tritiumbrandstof voor fusie-energiesystemen.
AI-agenten doorzochten en filterden kandidaatmaterialen in het archief van ORNL over gesmoltenzoutonderzoek, dat ongeveer 70 jaar onderzoek omvat. GPU-versnelde supercomputers modelleerden de geselecteerde materialen, terwijl kwantumcomputers werden ingezet voor de meest rekenkundig complexe aspecten van de simulaties.
Die taakverdeling sluit aan bij de bredere aanpak van de Genesis Mission. Lux zal naar verwachting op korte termijn een platform bieden voor geïntegreerde AI- en HPC-workflows, waaronder simulaties, digitale tweelingen, autonome laboratoriumomgevingen en permanente AI-diensten. Het project van IBM introduceert kwantumcomputing als een extra hulpmiddel dat aan die workflows kan worden gekoppeld zodra er geschikte wetenschappelijke toepassingen ontstaan.
De routekaart van de Genesis-missie omvat ook Discovery, een exascale-systeem dat naar verwachting in 2028 bij ORNL zal worden opgeleverd. Discovery zal naar verwachting gebruikmaken van 6e generatie AMD EPYC "Venice" CPU 's, AMD Instinct MI430X GPU's en een HPE Cray-platform met DAOS-opslag. Lux, Discovery en de bijbehorende kwantumresources vormen samen een strategie van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) die zich richt op de geleidelijke integratie van AI, HPC, data en opkomende computerarchitecturen in wetenschappelijke onderzoeksprocessen.
IBM werkt al samen met laboratoria van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE), waaronder Lawrence Berkeley, Oak Ridge en Los Alamos. Het Genesis Mission-project formaliseert een nieuwe manier om te evalueren waar kwantumcomputing meetbare waarde kan leveren naast de AI- en HPC-infrastructuur die bij nationale laboratoria wordt ingezet.
Amazon