PIAST-Q

Projekt PIAST-Q to przykład przełomowej inicjatywy, stanowiącej pierwszą w Polsce i jedną z pierwszych w Europie infrastrukturę obliczeń kwantowych EuroHPC Joint Undertaking, udostępniającą cyfrowy komputer kwantowy bazujący na technologii spułapkowanych jonów.

Zlokalizowany w Data Center Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego (PCSS) system oferuje ponad 20 fizycznych kubitów o najwyższej dokładności (high fidelity) i długim czasie koherencji. Projekt umożliwia naukowcom, przedsiębiorstwom oraz sektorowi publicznemu wejście w nową erę obliczeń kwantowych i budowanie suwerenności technologicznej Polski oraz Europy.

Główny cel projektu ma zostać osiągnięty poprzez bezpośrednią integrację komputera kwantowego z klasycznym superkomputerem w PCSS, co pozwala na rozwój zaawansowanych podejść hybrydowych (quantum-classical computing). Wykorzystany system firmy AQT (Alpine Quantum Technologies) charakteryzuje się architekturą uniwersalnych bramek kwantowych, obsługą pełnego połączenia typu all-to-all oraz unikalną modularnością.

Dzięki możliwości pracy w temperaturze pokojowej, chłodzeniu powietrzem i bardzo niskim zużyciu energii (poniżej 2 kW), system zapewnia niespotykaną dotąd elastyczność integracji z infrastrukturą HPC. Dostęp dla użytkowników realizowany jest za pośrednictwem popularnych środowisk programistycznych, takich jak Qiskit i PennyLane, a wsparcie społeczności wspierane jest przez cykl specjalistycznych warsztatów, dedykowaną dokumentację oraz programy pilotażowe.

PIAST-Q aktywnie wspiera rozwój przełomowych zastosowań i innowacji poprzez działania wewnętrzne i zewnętrzne. Wewnętrznie użytkownicy zyskują dostęp do unikalnych właściwości technologii uwięzionych jonów, w tym kubitów o wierności bramek powyżej 99% oraz wyjątkowo długim czasie koherencji (10 000 do 100 000 µs). Pozwala to na generowanie dużych stanów splecionych, wykonywanie skomplikowanych algorytmów i tworzenie wzorcowych testów porównawczych (benchmarks) dla rozwiązywania złożonych problemów naukowych i inżynieryjnych.

Udostępnienie komputera kwantowego w ramach otwartych naborów (EuroHPC Pilot Call oraz National Pilot Call) otwiera przed europejskim i polskim sektorem B+R oraz biznesem nowe możliwości rozwiązywania problemów dotychczas niemożliwych do obliczenia z pomocą wyłącznie tradycyjnych maszyn. System integruje polski ekosystem z europejską siecią komputerów kwantowych EuroHPC, wspierając budowę autonomii strategicznej UE. Ponadto, w połączeniu z powstającą infrastrukturą PIAST-AI, stworzy unikalną przestrzeń doświadczalną dla rozwiązań sztucznej inteligencji wspomaganej kwantowo (quantum-enhanced AI).

Zastosowanie algorytmów kwantowych oraz rozwiązań hybrydowych obejmuje m.in. następujące obszary zastosowań: chemię kwantową (modelowanie cząsteczek i projektowanie leków), optymalizację kwantową i procesową (dla logistyki, sieci energetycznych i finansów), kwantowe nauki o materiałach, kwantowe uczenie maszynowe (QML) oraz zaawansowaną analizę ryzyka.

Projekt realizowany jest przez konsorcjum EuroQCS-Poland pod przewodnictwem Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego (PCSS) we współpracy z partnerami.

Partnerzy:

• EuroHPC Joint Undertaking,
• Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe,
• Alpine Quantum Technologies GmbH,
• Ministerstwo Cyfryzacji,
• Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk,
• Creotech Instruments S.A.,
• Uniwersytet Łotwy.