Inauguracja PIAST-Q – Przełom w dziedzinie europejskich obliczeń kwantowych

Uroczystość odbyła się w siedzibie Poznańskiego Centrum Superkomputerowo-Sieciowego (PCSS). W wydarzeniu wzięli udział Dariusz Standerski – Sekretarz Stanu w Ministerstwie Cyfryzacji, Rafał Duczmal – Przewodniczący Rady Zarządzającej EuroHPC JU oraz Anders Jensen – Dyrektor Wykonawczy EuroHPC Joint Undertaking.

PIAST-Q, nazwany na cześć dynastii Piastów, pierwszej historycznej dynastii rządzącej Polską, to oparty na laserze komputer kwantowy z uwięzionymi jonami, zlokalizowany i obsługiwany przez PCSS. Został on dostarczony przez firmę AQT z Innsbrucku w Austrii. PIAST-Q zaoferuje europejskim użytkownikom wydajność 20 fizycznych kubitów oraz kilka unikalnych funkcjonalności:

• uniwersalne bramki kwantowe o wysokiej wierności — minimalizujące błędy obliczeniowe,
• długie czasy koherencji — zapewniające większe głębokości obwodów,
• łączność wszystkich kubitów (każdy z każdym) — zapewniająca większą stabilność i umożliwiająca obsługę programowalnych wielokubitowych bramek kwantowych.

Podobnie jak inne obecnie wdrażane komputery kwantowe EuroHPC, system ten zostanie zintegrowany z infrastrukturą obliczeń o wysokiej wydajności (HPC). PIAST-Q będzie w pierwszej kolejności połączony z superkomputerem ALTAIR, a następnie z superkomputerem PIAST-AI, oferując europejskim użytkownikom dostęp do hybrydowej architektury klasyczno-kwantowej.

Pomimo, że ostateczna kalibracja systemu będzie kontynuowana w nadchodzących miesiącach, inauguracja PIAST-Q oznacza zakończenie pierwszego operacyjnego wdrożenia komputera kwantowego EuroHPC, który jest też pierwszym w całej serii maszyn. Wdrożenie jest niezwykłe ze względu na jego szybką realizację: umowa na dostarczenie sprzętu została podpisana niecały rok temu, a dostawa odbyła się kilka miesięcy przed harmonogramem zaplanowanym w kontrakcie.

PIAST-Q zaoferuje zasoby obliczeniowe europejskim użytkownikom końcowym najpóźniej do 31 grudnia 2025 roku, umożliwiając hybrydowe przypadki użycia kwantowo-klasycznego, takie jak: optymalizacja kwantowa, chemia, materiałoznawstwo oraz uczenie maszynowe. Maszyna będzie przeznaczona głównie do badań i innowacji. Udostępniona zostanie szerokiemu gronu europejskich użytkowników – od środowiska akademickiego i przemysłu po sektor publiczny.

Anders Jensen, Dyrektor Wykonawczy EuroHPC Joint Undertaking:
– Dzisiejsza inauguracja PIAST-Q stanowi ważny krok w kierunku wkroczenia Europy w erę kwantową. To przełomowe wydarzenie nie tylko oznacza uruchomienie naszego pierwszego komputera kwantowego EuroHPC, ale także pokazuje nasze zaangażowanie w budowę światowej klasy suwerennego ekosystemu obliczeń kwantowych w Europie. Dzięki PIAST-Q inwestujemy nie tylko w technologię, ale także w europejską doskonałość.

Dariusz Standerski, wiceminister cyfryzacji:
– Jestem wdzięczny EuroHPC JU i Komisji Europejskiej za wzorową współpracę przy tym projekcie. Nowy komputer kwantowy PIAST-Q, spełniający najwyższe międzynarodowe standardy, wspiera szeroki zakres działań – od optymalizacji kwantowej, przez badania nad kwantowym materiałoznawstwem, po kwantowe uczenie maszynowe. Przed nami wciąż wiele nieodkrytych zastosowań, a potencjał tego komputera będzie tylko rosnąć.

Robert Pękal, pełnomocnik dyrektora ds. PCSS
– Uruchomienie PIAST-Q to dla PCSS kolejny krok milowy i potwierdzenie pozycji PCSS jako wiodącego ośrodka w dziedzinie zaawansowanych technologii. Jesteśmy dumni, że to właśnie w Poznaniu powstała pierwsza polska infrastruktura kwantowa EuroHPC, która otworzy nowe możliwości dla europejskich naukowców i przemysłu w dziedzinie obliczeń kwantowych i hybrydowych. To również dowód na naszą zdolność do szybkiej i efektywnej realizacji innowacyjnych projektów, a także na znaczenie synergii między polskimi instytucjami naukowymi a europejskimi partnerami.

Thomas Monz, prezes AQT
– Jesteśmy zaszczyceni i dumni z faktu, że to właśnie firma AQT została wybrana, aby zainstalować komputer kwantowy oparty na pułapkach jonowych w PCSS, podkreśla to bowiem ile osiągnęliśmy w tej dziedzinie. Cieszymy się, że jesteśmy częścią europejskiej hybrydowej integracji komputerów kwantowych z HPC. Wspólnie z naszymi polskimi partnerami stoimy na czele wprowadzania tak nowatorskich zastosowań, które wzbogacą zarówno polski, jak i europejski ekosystem łączący technologie kwantowe i obliczenia dużej mocy.

Kontekst projektu
Technologia pułapek jonowych wykorzystuje pola elektromagnetyczne do pułapkowania naładowanych atomów (jonów), które są następnie manipulowane przez lasery o wysokiej precyzji w celu wykonywania operacji kwantowych, zapewniając długie czasy koherencji. PIAST-Q charakteryzuje się innowacyjną i sprawdzoną architekturą, a także modułowością i możliwością rozbudowy. Opracowany we współpracy z Uniwersytetem w Innsbrucku, a także przez szeroką bazę klientów, system mieści się w dwóch 19-calowych szafach powszechnie używanych w centrach danych. PIAST-Q będzie działać w temperaturze pokojowej i zużywać mniej niż dwa kilowaty energii elektrycznej, eliminując potrzebę specjalnego chłodzenia, wody lub rozległej infrastruktury energetycznej.

Całkowity koszt zakupu PIAST-Q wynosi 12,28 mln EUR. EuroHPC JU finansuje 50% kosztów, a pozostałe 50% jest finansowane przez Ministerstwo Cyfryzacji oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. PCSS przewodzi konsorcjum EuroQCS-Poland, które składa się dodatkowo z dwóch polskich partnerów, Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk i Creotech Instruments S.A. oraz jednego partnera akademickiego – Uniwersytetu Łotewskiego.

EuroHPC JU zamówiło osiem komputerów kwantowych zlokalizowanych w całej Europie, a PIAST-Q jest pierwszym z tych systemów. Wdrożenie tych maszyn ma na celu zapewnienie europejskim użytkownikom końcowym zróżnicowanego i uzupełniającego się portfolio modalności obliczeń kwantowych, obejmującego obecnie sześć różnych technologii, w tym analogowych symulatorach kwantowych – opartych na neutralnych atomach, uwięzionych jonach, obwodach nadprzewodzących i fotonice do systemów adiabatycznych, umożliwiających wykonywanie procedur wyżarzania. Takie podejście stawia Europę na czele tej nowej dziedziny.

O EuroHPC JU
EuroHPC Joint Undertaking (EuroHPC JU) jest podmiotem prawnym i finansowym utworzonym w 2018 roku. Ma na celu umożliwienie Unii Europejskiej i krajom uczestniczącym w EuroHPC koordynowania wysiłków i łączenia zasobów, by uczynić Europę światowym liderem w dziedzinie superkomputerów.

Aby wyposażyć Stary Kontynent w wiodącą na świecie infrastrukturę superkomputerów, EuroHPC JU zrealizowało już instalację dziesięciu superkomputerów zlokalizowanych w całej Europie. Trzy z tych superkomputerów EuroHPC znajdują się obecnie w pierwszej dziesiątce najpotężniejszych superkomputerów na świecie: Jupiter w Niemczech (4. miejsce), LUMI w Finlandii (9. miejsce) oraz Leonardo we Włoszech (10. miejsce).

Europejscy naukowcy i użytkownicy z sektora publicznego i przemysłu mogą skorzystać z superkomputerów EuroHPC za pośrednictwem EuroHPC Access Calls, niezależnie od tego, gdzie w Europie się znajdują, aby rozwijać naukę i wspierać rozwój szerokiej gamy aplikacji o znaczeniu przemysłowym, naukowym i społecznym dla Europy.

Obecnie EuroHPC JU nadzoruje również wdrażanie 13 fabryk AI w całej Europie, które oferują bezpłatne, dostosowane wsparcie dla MŚP i startupów. Jedna z tych nowych fabryk – PIAST-AI, jest zarządzana przez PCSS i została uruchomiona właśnie dziś. Te kompleksowe otwarte ekosystemy AI, skupione wokół obiektów superkomputerowych EuroHPC, wspierają rozwój wysoce konkurencyjnego i innowacyjnego ekosystemu AI w Europie.

Równocześnie EuroHPC JU inwestuje w badawcze i innowacyjne projekty w celu opracowania pełnego europejskiego łańcucha dostaw superkomputerów: od procesorów i oprogramowania po aplikacje, które mają być uruchamiane na tych superkomputerach oraz know-how w celu rozwijania silnej europejskiej wiedzy specjalistycznej w zakresie HPC.

O PCSS
PCSS od trzech dekad aktywnie realizuje budowę e-infrastruktury dla nauki oraz rozwój zaawansowanych technologii informacyjno-komunikacyjnych, wraz z ich szerokim zakresem zastosowań dla cyfrowej nauki, cyfrowej gospodarki i społeczeństwa cyfrowego w Polsce. PCSS rozwija szerokie spektrum działań, takich jak cyberbezpieczeństwo i ochrona danych, edukacja przyszłości czy efektywność energetyczna, kładąc obecnie silny nacisk na obliczenia o wysokiej wydajności (HPC), technologie kwantowe i sztuczną inteligencję. Centrum uczestniczy w licznych inicjatywach i projektach europejskich w tych dziedzinach – do tej pory wdrożyło ponad 270 projektów UE. Będąc operatorem najnowocześniejszej krajowej sieci światłowodowej PIONIER, PCSS łączy potencjał badawczy polskiego środowiska naukowego z dostępem do europejskich instrumentów i instytucji naukowych oraz zapewnia dostęp do sieci GÉANT.

O AQT – Alpine Quantum Technologies GMBH
Bazując na dziesięcioleciach doświadczenia w eksperymentalnym i teoretycznym przetwarzaniu informacji kwantowej, AQT opracowuje i buduje komputery kwantowe. Celem firmy jest oferowanie komputerów kwantowych opartych na pułapkach jonowych, które bezproblemowo wpasowują się w konwencjonalną infrastrukturę IT i mogą być obsługiwane z dowolnego komputera stacjonarnego lub laptopa, niezależnie od lokalizacji. AQT umożliwia już swoim klientom instalowanie komputerów kwantowych na miejscu lub korzystanie z nich za pośrednictwem wygodnego rozwiązania w chmurze. AQT wspiera klientów badawczych za pomocą komponentów sprzętowych i kompletnych rozwiązań kwantowych, które znacznie przyspieszają rozwój eksperymentów optyki kwantowej. Więcej informacji o AQT jest dostępnych na: www.aqt.eu.