美國能源部已選擇IBM負責第一階段「創世紀任務」（Genesis Mission）項目，該項目專注於人工智慧輔助量子應用開發。 IBM也計劃在未來五年內，向能源部國家實驗室及其合作夥伴提供價值高達50萬美元的IBM量子系統使用權限。
「創世紀計畫」旨在建立一個國家級科學運算框架，該框架將人工智慧、經典高效能運算、量子運算、科學儀器和研究數據整合在一起。 IBM 的入選為「創世紀計畫」申請流程下的首批專案增添了量子運算元素。
這項工作是美國能源部在橡樹嶺國家實驗室規劃的計算基礎設施的補充。如同先前報導，AMD 的 Lux 系統有望成為首個全面投入運作的 Genesis Mission 平台，相關資助計畫於 2026 年 10 月開始使用該系統。 Lux系統結合了 AMD Instinct MI355X GPU、 EPYC CPU 和 Pensando 網絡，可支援人工智慧服務、傳統高效能運算工作負載、模擬以及資料密集型研究工作流程。 IBM 的貢獻在於擴展該模型，使其包含量子資源，以應對僅靠經典系統和人工智慧無法滿足需求的工作負載。
人工智慧輔助量子應用開發
IBM 的第一階段專案將探索一種反向工作流程來識別量子運算應用。 IBM 計畫不再從科學問題著手尋找量子演算法，而是從已知的量子演算法出發，利用人工智慧研究助理在已發表的文獻中找出符合這些演算法要求的科學問題。
該系統將審查研究論文，識別可能與問題相符的演算法，並根據人工設定的標準進行評估，最後產生解釋供研究人員評估。其目標是減少人工查閱科學文獻的工作量，並發現可能被遺漏的應用候選方案。
美國能源部第一階段的資助旨在為更大規模的資金投入和部署做準備，以建立和測試研究工作流程。各團隊將評估人工智慧方法是否能夠加速發現、提高預測準確性、改善實驗流程或發現新的研究機會。
可供美國能源部實驗室使用的量子系統
IBM表示，將向美國能源部國家實驗室及其研究合作夥伴提供包括156量子位元的IBM Quantum Heron和120量子位元的IBM Quantum Nighthawk在內的系統。該公司還將提供技術支持，幫助實驗室將量子硬體整合到現有的人工智慧和高效能運算環境中。
IBM運作15套量子系統，並報告整個系統的正常運作時間超過97%。其最新的Nighthawk架構包含120個可編程量子位元，支援超過5,000種量子運算，並提供高達每秒100,000萬個電路的吞吐量。
該專案的實際價值將取決於工作流程的整合，而不僅僅是量子硬體本身。量子系統很可能被選擇性地使用，人工智慧用於縮小大型研究領域的範圍，而傳統的GPU加速超級電腦則負責模擬和資料處理。這樣，量子處理器就可以被定向處理那些難以用經典方法高效建模的特定工作負載部分。
熔鹽研究闡明了該模型
IBM指出，近期與橡樹嶺國家實驗室和克利夫蘭診所的合作就是這種方法的例證。這些機構採用以量子力學為中心的工作流程，研究了與聚變能源系統氚燃料生產相關的熔鹽。
人工智慧代理商從橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的熔鹽研究檔案庫中搜尋並篩選候選資料，該檔案庫涵蓋了近70年的研究成果。 GPU加速的超級電腦對入圍材料進行建模，而量子電腦則用於處理模擬中最複雜的運算部分。
這種分工與更廣泛的「創世紀使命」理念相符。 Lux 預計將為整合人工智慧和高效能運算工作流程提供一個近期平台，包括類比、數位孿生、自主實驗室環境和持久性人工智慧服務。 IBM 的專案引入了量子運算作為一種附加資源，隨著合適的科學應用的出現，它可以連接到這些工作流程中。
「創世紀計畫」路線圖還包括「發現」（Discovery）項目，這是一個計劃於2028年在橡樹嶺國家實驗室（ORNL）交付的百億億次級系統。 「發現」預計將採用第六代AMD EPYC「威尼斯」（Venice）CPU、AMD Instinct MI430X GPU以及搭載DAOS儲存的HPE Cray平台。 Lux、「發現」以及相關的量子資源共同構成了美國能源部（DOE）的一項策略，該戰略的核心是將人工智慧（AI）、高效能運算（HPC）、數據和新興運算架構逐步整合到科學研究工作流程中。
IBM 已與包括勞倫斯伯克利國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室在內的美國能源部下屬實驗室合作。 「創世紀任務」計畫正式確立了另一條評估量子運算在哪些方面能夠與國家實驗室部署的人工智慧和高效能運算基礎設施相輔相成，從而創造可衡量價值的途徑。
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