HPCQS leistet Pionierarbeit beim föderierten Quanten-Supercomputing in Europa
Das neue Projekt "High-Performance Computer and Quantum Simulator hybrid" (HPCQS) zielt darauf ab, eine europäische föderierte Infrastruktur zu entwickeln, einzusetzen und zu koordinieren, die zwei Quantensimulatoren mit jeweils mehr als 100 Qubits (Quantenbits) in den Tier-0-HPC-Systemen Joliot Curie von GENCI - betrieben bei CEA/TGCC - und dem modularen Supercomputer JUWELS am JSC eng miteinander verbindet. Die nahtlose Integration von Quantenhardware mit klassischen Rechenressourcen und damit die Schaffung eines hybriden Systems ist ein wesentlicher Schritt, um die Leistung von Quantencomputern für die ersten praktischen Anwendungen zu nutzen. Am JSC ist HPCQS eine logische Fortsetzung der von JUNIQ (Jülich UNified Infrastructure for Quantum computing) vorangetriebenen Bemühungen um die Etablierung enger hybrider Quanten-HPC-Simulationen.
Die European High-Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU) hat das Infrastrukturprojekt im Rahmen seiner Forschungs- und Innovationsmaßnahme (R&I) "Advanced pilots towards the European exascale supercomputers" genehmigt. HPCQS erhält in den nächsten vier Jahren ein Gesamtbudget von 12 Millionen Euro, das zu gleichen Teilen vom EuroHPC JU und den sechs teilnehmenden Mitgliedsstaaten bereitgestellt wird. HPCQS wird eine öffentliche Ausschreibung für innovative Lösungen (PPI) durchführen, um die beiden 100+-Qubit-Quantensimulatoren zu implementieren und am 1. Dezember 2021 ein ehrgeiziges Forschungsprogramm zu starten. Prof. Kristel Michielsen vom JSC, einem der fünf beteiligten europäischen HPC-Zentren, koordiniert das Projekt.
HPCQS wird die Programmierplattform für den Quantensimulator entwickeln. Sie basiert auf zwei europäischen Softwareentwicklungen: der Quantum Learning Machine (QLM)™ von Atos und der ParaStation Modulo™ von ParTec. Zusammen ermöglichen diese Technologien die tiefe, latenzarme Integration von Quantensimulatoren in klassische modulare HPC-Systeme als erste Realisierung überhaupt. Darüber hinaus wird HPCQS an der Einführung eines vollständigen hybriden Software-Stacks arbeiten. Dazu gehören der Cloud-Zugang, das Ressourcenmanagement für hybride Arbeitslasten, Tools und Bibliotheken sowie Benchmarking und Zertifizierung/Leistungsanalyse. Die Einbeziehung der Nutzenden in den Mitgestaltungsprozess wird zu Prototypanwendungen für maschinelles Lernen und wissenschaftliche Simulationen führen. Weitere Informationen sind zu finden unter https://www.hpcqs.eu.
Kontakt: Prof. Kristel Michielsen, k.michielsen@fz-juelich.de