美国能源部已选择IBM负责第一阶段“创世纪任务”（Genesis Mission）项目，该项目专注于人工智能辅助量子应用开发。IBM还计划在未来五年内，向能源部国家实验室及其合作伙伴提供价值高达50万美元的IBM量子系统使用权限。
“创世纪计划”旨在构建一个国家级科学计算框架，该框架将人工智能、经典高性能计算、量子计算、科学仪器和研究数据整合在一起。IBM 的入选为“创世纪计划”申请流程下的首批项目增添了量子计算元素。
这项工作是对美国能源部在橡树岭国家实验室规划的计算基础设施的补充。正如之前报道，AMD 的 Lux 系统有望成为首个全面投入运行的 Genesis Mission 平台，相关资助项目计划于 2026 年 10 月开始使用该系统。Lux系统结合了 AMD Instinct MI355X GPU、 EPYC CPU 和 Pensando 网络，可支持人工智能服务、传统高性能计算工作负载、仿真以及数据密集型研究工作流程。IBM 的贡献在于扩展该模型，使其包含量子资源，以应对仅靠经典系统和人工智能无法满足需求的工作负载。
人工智能辅助量子应用开发
IBM 的第一阶段项目将探索一种反向工作流程来识别量子计算应用。IBM 计划不再从科学问题入手寻找量子算法，而是从已知的量子算法出发，利用人工智能研究助手在已发表的文献中查找符合这些算法要求的科学问题。
该系统将审阅研究论文，识别可能与问题相匹配的算法，并根据人工设定的标准进行评估，最后生成解释供研究人员评估。其目标是减少人工查阅科学文献的工作量，并发现可能被遗漏的应用候选方案。
美国能源部第一阶段的资助旨在为更大规模的资金投入和部署做准备，以建立和测试研究工作流程。各团队将评估人工智能方法是否能够加速发现、提高预测准确性、改进实验流程或发现新的研究机会。
可供美国能源部实验室使用的量子系统
IBM表示，将向美国能源部国家实验室及其研究合作伙伴提供包括156量子比特的IBM Quantum Heron和120量子比特的IBM Quantum Nighthawk在内的系统。该公司还将提供技术支持，帮助实验室将量子硬件集成到现有的人工智能和高性能计算环境中。
IBM运营着15套量子系统，并报告称整个系统的正常运行时间超过97%。其最新的Nighthawk架构包含120个可编程量子比特，支持超过5,000种量子运算，并提供高达每秒100,000万个电路的吞吐量。
该项目的实际价值将取决于工作流程的整合，而不仅仅是量子硬件本身。量子系统很可能被选择性地使用，人工智能用于缩小大型研究领域的范围，而传统的GPU加速超级计算机则负责模拟和数据处理。这样，量子处理器就可以被定向处理那些难以用经典方法高效建模的特定工作负载部分。
熔盐研究阐明了该模型
IBM指出，近期与橡树岭国家实验室和克利夫兰诊所的合作就是这种方法的例证。这些机构采用以量子力学为中心的工作流程，研究了与聚变能源系统氚燃料生产相关的熔盐。
人工智能代理从橡树岭国家实验室（ORNL）的熔盐研究档案库中搜索并筛选候选材料，该档案库涵盖了近70年的研究成果。GPU加速的超级计算机对入围材料进行建模，而量子计算机则用于处理模拟中最复杂的计算部分。
这种分工与更广泛的“创世纪使命”理念相符。Lux 预计将为集成人工智能和高性能计算工作流程提供一个近期平台，包括模拟、数字孪生、自主实验室环境和持久性人工智能服务。IBM 的项目引入了量子计算作为一种附加资源，随着合适的科学应用的出现，它可以连接到这些工作流程中。
“创世纪计划”路线图还包括“发现”（Discovery）项目，这是一个计划于2028年在橡树岭国家实验室（ORNL）交付的百亿亿次级系统。“发现”预计将采用第六代AMD EPYC“威尼斯”（Venice）CPU、AMD Instinct MI430X GPU以及搭载DAOS存储的HPE Cray平台。Lux、“发现”以及相关的量子资源共同构成了美国能源部（DOE）的一项战略，该战略的核心是将人工智能（AI）、高性能计算（HPC）、数据和新兴计算架构逐步集成到科学研究工作流程中。
IBM 已与包括劳伦斯伯克利国家实验室、橡树岭国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室在内的美国能源部下属实验室开展合作。“创世纪任务”项目正式确立了另一条评估量子计算在哪些方面能够与国家实验室部署的人工智能和高性能计算基础设施相辅相成，从而创造可衡量价值的途径。
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