Det amerikanska energidepartementet har valt IBM för ett fas I-projekt inom Genesis Mission, inriktat på AI-assisterad utveckling av kvantapplikationer. Företaget planerar också att tillhandahålla upp till 50 miljoner dollar i tillgång till IBMs kvantsystem för DOE:s nationella laboratorier och deras partners under de kommande fem åren.
Genesis Mission bygger ett nationellt ramverk för vetenskaplig beräkning som sammanför AI, klassisk högpresterande datoranvändning, kvantberäkning, vetenskapliga instrument och forskningsdata. IBMs val lägger till en kvantkomponent till den första uppsättningen projekt inom Genesis Mission Request for Applications-processen.
Detta arbete kompletterar DOE:s planerade datorinfrastruktur vid Oak Ridge National Laboratory. Som tidigare rapporterats förväntas AMD:s Lux-system bli den första fullt operativa Genesis Mission-plattformen, med finansierade projekt som planeras att börja använda den i oktober 2026. Lux kombinerar AMD Instinct MI355X GPU:er, EPYC-processorer och Pensando-nätverk för att stödja AI-tjänster, konventionella HPC-arbetsbelastningar, simulering och dataintensiva forskningsarbetsflöden. IBMs bidrag är inriktat på att utöka den modellen till att omfatta kvantresurser för arbetsbelastningar där klassiska system och AI ensamma är otillräckliga.
AI-assisterad kvantapplikationsutveckling
IBMs fas I-projekt kommer att undersöka ett omvänt arbetsflöde för att identifiera kvantberäkningstillämpningar. Istället för att börja med ett vetenskapligt problem och söka efter en kvantalgoritm planerar IBM att börja med kända kvantalgoritmer och använda en agentisk AI-forskningsassistent för att hitta vetenskapliga problem i publicerad litteratur som uppfyller algoritmernas krav.
Systemet skulle granska forskningsartiklar, identifiera möjliga matchningar mellan algoritm och problem, bedöma dem mot mänskligt definierade kriterier och ta fram en förklaring som forskare kan utvärdera. Målet är att minska den manuella ansträngning som krävs för att granska vetenskaplig litteratur och avslöja applikationskandidater som annars skulle kunna missas.
DOE:s fas I-anslag är avsedda att etablera och testa forskningsarbetsflöden före storskalig finansiering och implementering. Teamen kommer att utvärdera om AI-aktiverade metoder kan påskynda upptäckter, förbättra prediktiv noggrannhet, förbättra experimentella arbetsflöden eller identifiera nya forskningsmöjligheter.
Kvantsystem tillgängliga för DOE Labs
IBM meddelade att de kommer att göra system som IBM Quantum Heron på 156 kbitar och IBM Quantum Nighthawk på 120 kbitar tillgängliga för DOE:s nationella laboratorier och deras forskningspartners. Företaget kommer också att tillhandahålla teknisk support för att integrera kvanthårdvara med laboratoriernas befintliga AI- och HPC-miljöer.
IBM driver 15 kvantsystem och rapporterar en drifttid på mer än 97 procent i hela flottan. Dess senaste Nighthawk-arkitektur inkluderar 120 programmerbara qubits, stöder mer än 5 000 kvantoperationer och levererar ett dataflöde på upp till 100 000 kretsar per sekund.
Programmets praktiska värde kommer att bero på arbetsflödesintegration snarare än enbart kvanthårdvara. Kvantsystem kommer sannolikt att användas selektivt, där AI begränsar stora forskningsområden och konventionella GPU-accelererade superdatorer hanterar simulering och databehandling. Kvantprocessorer kan sedan styras mot specifika delar av en arbetsbelastning som är svåra att modellera effektivt med klassiska metoder.
Forskning om smält salt illustrerar modellen
IBM pekade på ett nyligen genomfört samarbete med Oak Ridge National Laboratory och Cleveland Clinic som exempel på detta tillvägagångssätt. Organisationerna använde ett kvantcentrerat arbetsflöde för att studera smälta salter som är relevanta för tritiumbränsleproduktion för fusionsenergisystem.
AI-agenter sökte och filtrerade kandidatmaterial från ORNL:s forskningsarkiv för smält salt, som omfattar ungefär 70 års forskning. GPU-accelererade superdatorer modellerade de utvalda materialen, medan kvantdatorer tillämpades på de mest beräkningsmässigt komplexa aspekterna av simuleringarna.
Den arbetsfördelningen överensstämmer med Genesis Mission-strategin i bredare anda. Lux förväntas tillhandahålla en kortsiktig plattform för integrerade AI- och HPC-arbetsflöden, inklusive simuleringar, digitala tvillingar, autonoma laboratoriemiljöer och ihållande AI-tjänster. IBMs projekt introducerar kvantberäkning som en ytterligare resurs som kan anslutas till dessa arbetsflöden allt eftersom lämpliga vetenskapliga tillämpningar dyker upp.
Genesis Mission-färdplanen inkluderar även Discovery, ett system i exaskala-klass som planeras levereras vid ORNL år 2028. Discovery förväntas använda 6:e generationens AMD EPYC "Venice"-processorer , AMD Instinct MI430X GPU:er och en HPE Cray-plattform med DAOS-lagring. Tillsammans beskriver Lux, Discovery och tillhörande kvantresurser en DOE-strategi inriktad på att gradvis integrera AI, HPC, data och nya beräkningsarkitekturer i vetenskapliga forskningsarbetsflöden.
IBM samarbetar redan med DOE-laboratorier, inklusive Lawrence Berkeley, Oak Ridge och Los Alamos. Genesis Mission-projektet formaliserar ytterligare en väg för att utvärdera var kvantberäkning kan leverera mätbart värde vid sidan av den AI- och HPC-infrastruktur som används vid nationella laboratorier.
Amazon