LRZ与遐想以及英特尔互助的超等计较机SuperMUC-NG曾经于2019年全世界高机能计较机TOP500榜单中排名第9。图片来历：莱布尼茨计较中央

莱瑟传授先容LRZ的量子集成中央。记者 李山摄

位在慕尼黑四周的巴伐利亚科学院莱布尼茨计较中央（LRZ）是德国最闻名的超算中央之一。作为德国高斯超算中央的主要构成部门，LRZ与遐想以及英特尔互助的超等计较机SuperMUC-NG曾经于2019年全世界高机能计较TOP500榜单中排名第9。此刻，LRZ致力在用量子处置惩罚器作为超算的加快器，鞭策前沿的量子—经典混淆计较架构的成长。

近日，科技日报记者应邀走访了莱布尼茨计较中央。

超算为科研提供强盛助力

“建立61年来LRZ一直致力在向德国以致欧洲年夜陆的科学研究及学术界专业人士提供高机能计较资源。”莱布尼茨计较中央副主任赫尔穆特 莱瑟传授向记者先容说。LRZ是慕尼黑本地的年夜学以及科研机构，出格是慕尼黑工年夜以及慕尼黑年夜学的中心IT办事提供商，办事规模包孕12万名年夜学生、27000多名雇员以及1900多位传授。

莱瑟谈道，LRZ可为用户提供横跨天体物理、流体力学、生命科学等各类繁杂范畴的科学研究撑持。其办事包孕高机能计较、虚拟实际以及可视化、量子计较、人工智能以及年夜数据等。LRZ引认为傲的研究结果包孕完成影响伟大的苏门答腊地动以及海啸的模仿。作为欧洲高级计较互助伙伴瓜葛规划的成员，其使命不只是治理指数级的海量数据，还能倏地处置惩罚以及阐发数据，加速科学研究的进展。

以LRZ颇有特点的虚拟实际以及可视化中央为例。分辩率跨越820万像素的3DPowerwall可用在繁杂模子的阐发；5面投影的CAVE则可模仿情况以及3D模子创举一个虚拟空间，使用者于此中可得到彻底的沉浸感。据莱瑟先容，近10年来，该中央完成为了约莫150个相干的工程，包孕摸索湍流怎样塑造星际介质，从而帮忙恒星以及行星的造成；人体动脉以及静脉中的血液流动的模仿；和巴伐利亚地质汗青或者水文学的虚拟实际运用等。

遐想带来高温水冷技能

领导记者观光LRZ超等计较机等主要举措措施的历程中，莱瑟进一步先容了超算体系SuperMUC-NG的环境。2017年，遐想结合英特尔向LRZ交付了拥有311040颗内核的超算体系，为计较中央提供了强盛的实测峰值19.5PFlop/s的计较威力。2021年最先，三方继承开展第二阶段互助。LRZ选择了带有水冷技能的遐想NeXtScaleSystemM5高密度办事器，配备3072个遐想NeXtScalenx360M5WCT计较节点。估计第二阶段的计较节点机能将到达第一阶段的4倍。

莱瑟出格谈道了遐想提供的温水水冷技能。SuperMUC-NG使用45℃的温水举行冷却。研究职员为此开发了一个零丁的冷却回路，经由过程不使用任何分外的能源来降低水温，可以进一步降低能源耗损。莱瑟夸大说：“经由过程如许的水冷技能，咱们可降低数据中央总体能耗效率至1.1如下，并实现余热再哄骗。”遐想提供的温水水冷技能解决方案，可去除了计较体系中约90%的热量，相较在传统的风冷技能节能约35%。同时，体系的余热还能于冬日为办公室供暖，使能源效率获得进一步提高。

谈到LRZ将来的成长，莱瑟说：“LRZ正于举行下一台超等计较机的预备事情。新体系将经由过程立异互助伙伴瓜葛创立。今朝遐想已经成为当选中的两家公司之一。”LRZ规划于将来10年内推出比SuperMUC-NG强盛5—10倍的超年夜范围体系ExaMUC。开端入选的两家企业正与LRZ一路开发以及优化原型。到2023年末，哪家公司终极为LRZ制作下一台超等计较机将灰尘落定。除了了国际情况以及节能以外，与量子计较以及人工智能的联合上风也许也是LRZ主要的考量要素。

开发量子—经典混淆计较架构

莱瑟说：“今朝的量子计较机合用在解决很是特定种别的问题。可是，它其实不合适所有问题。解决的措施是将量子计较机集成到超等计较机中，并主动判定这部门问题是否合适使用量子计较机。假如合适就将这部门问题发送给量子计较机；假如不合适，就把它们发送给经典的超等计较机。也就是说，持久方针是使����APP用量子计较机作为超等计较机的加快组件。”此外，量子与经典混淆的计较架构另有望解决今朝量子处置惩罚器仍旧存于的噪声、退相关等难题。经由过程云办事，超算中央也可更好地为用户提供量子计较办事。

2021年景立量子集成中央后，LRZ陆续得到了Atos公司提供的量子进修机，和芬兰IQM公司提供的首批3个量子处置惩罚器以及一套冷却装配。LRZ规划先实现数字模仿量子计较机，然后将20个量子比特的量子计较机集成到下一代超等计较机中，到2026年将此中运转的量子处置惩罚器的巨细增长到100个量子比特。莱瑟说：“今朝咱们尚未20个量子比特的量子计较机，有的是5个量子比特的量子计较机。咱们会继承制作20个量子比特、50个量子比特，然后是100个量子比特的量子计较机。软件方面，咱们今朝正于简化以及优化量子编程框架软件。”

至在何时可以使用如许的耦合体系？莱瑟坦言：“这很难说。乐不雅者信赖可于5年内。但我想这不会于将来5年内发生。我以为于15到20年以内能将量子计较机主动集成到超等计较机中。”一旦量子计较机可由超等计较机节制，将向实用性迈出主要一步，而且可以构建以及配置分外的组件或者软件。LRZ及其研究互助伙伴期待着超等计较的下一个庞大奔腾。

（原标题：瞻望量子与超算的交融成长——德国莱布尼茨计较中央拜候记）

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