AMD Bangun Fondasi Komputasi Klasik untuk Masa Depan Komputasi Kuantum

Masa depan komputasi kuantum akan bergantung pada kemampuan untuk mengintegrasikan komputasi kuantum dan klasik dalam skala yang belum pernah ada sebelumnya. Komputasi klasik leadership-class sangat penting untuk mengelola sistem kuantum, mempercepat simulasi kompleks, melakukan koreksi kesalahan, serta mengintegrasikan prosesor kuantum dengan klaster HPC dalam skala besar. Dengan portofolio teknologi unggulan yang mencakup CPU, GPU, FPGA, serta open software, AMD memiliki posisi strategis untuk membangun fondasi tersebut.

Saat ini, AMD menerapkan keunggulan teknologi komputasi klasiknya untuk menjawab tantangan tersebut melalui platform codesign baru untuk quantum error correction yang dibangun IBM dan Quantum Science Center di Oak Ridge National Laboratory (ORNL). Kolaborasi ini menyediakan lingkungan bersama untuk mengevaluasi arsitektur, software, dan alur kerja yang dibutuhkan oleh sistem kuantum hibrida di masa depan.

Platform codesign baru ini akan memanfaatkan pengalaman dan keahlian dari ketiga mitra. IBM menghadirkan teknologi komputasi kuantum, ORNL menyediakan lingkungan penelitian ilmiah dan komputasi, sementara AMD menghadirkan teknologi komputasi klasik serta open software untuk menghubungkan pemrosesan kuantum dengan beban kerja ilmiah.

Penerapan tahap pertama akan mengintegrasikan komputer kuantum IBM, termasuk IBM Quantum Nighthawk dengan 120 qubit, bersama sistem HPC Umbra milik ORNL yang ditenagai oleh CPU AMD EPYC™ dan GPU AMD Instinct™ dalam satu lingkungan yang terintegrasi.

“Membangun sistem kuantum yang bermanfaat membutuhkan kolaborasi antara komunitas komputasi kuantum dan klasik untuk bersama mengatasi berbagai tantangan desain sistem. AMD menghadirkan keahlian di bidang CPU, GPU, dan FPGA, mulai dari pengendalian waktu nyata hingga superkomputasi leadership-class. Bersama IBM, Oak Ridge, dan para mitra ekosistem kami, kami menerapkan pengalaman tersebut untuk mengembangkan dan menguji bagaimana prosesor kuantum, komputasi klasik, dan software dapat bekerja bersama dalam skala besar.”
-- Ralph Wittig, Corporate Fellow, Head of Research & Advanced Development, AMD

Inisiatif ini dibangun berdasarkan pengalaman AMD dalam mendukung superkomputer leadership-class serta kolaborasi yang tengah berjalan dengan IBM dalam komputasi ilmiah yang dipercepat oleh GPU dan dekode kesalahan berbasis FPGA. 

Merancang Fondasi Komputasi Klasik

Integrasi komputasi kuantum dan klasik memerlukan penyelarasan berbagai kebutuhan pemrosesan yang berbeda dalam satu sistem. Pengendalian dan umpan balik membutuhkan ketepatan waktu serta respons yang cepat. Sementara itu, perhitungan ilmiah membutuhkan kemampuan pemrosesan paralel dalam skala besar. Adapun orkestrasi berperan mengoordinasikan pekerjaan di seluruh sumber daya tersebut. 

AMD bekerja sama dengan ekosistem dan para mitranya melalui pendekatan deep codesign untuk memanfaatkan portofolio teknologi komputasi berkinerja tinggi yang luas dalam memenuhi kebutuhan komputasi klasik pada sistem kuantum, mulai dari pengendalian waktu nyata hingga komputasi ilmiah berskala besar. AMD menghadirkan keahlian dalam berbagai aspek berikut:

     ·        CPU AMD EPYC™ menyediakan kemampuan orkestrasi dan kinerja komputasi serbaguna yang diperlukan untuk mengoordinasikan sistem hibrida kuantum-klasik yang kompleks.

• GPU AMD Instinct™ mempercepat simulasi, optimisasi, dan komputasi ilmiah paralel yang mendukung beban kerja kuantum.
• AMD Versal™ adaptive SoC menyediakan kemampuan pengendalian latensi rendah, pembacaan hasil (readout), dan dekode yang diperlukan di dekat prosesor kuantum.
• Ekosistem open software AMD ROCm™ membantu pengembang mengintegrasikan aplikasi HPC dan AI beserta hardware terkait ke dalam lingkungan kuantum-klasik yang semakin terpadu. 

Secara keseluruhan, teknologi ini memberikan fondasi komputasi klasik yang skalabel bagi para pengembang kuantum, pembangun sistem, dan lembaga penelitian untuk merancang serta mengembangkan sistem saat ini. 

AMD dan Perannya dalam Masa Depan Komputasi Kuantum

Koreksi kesalahan merupakan faktor penting yang menentukan kemampuan komputer kuantum saat ini untuk berkembang menjadi sistem yang mampu menjalankan penelitian ilmiah nyata. Untuk mewujudkannya, diperlukan pengembangan di bidang komputasi kuantum maupun klasik, dengan sebagian besar pekerjaan berada pada sisi komputasi klasik. Koreksi kesalahan mengharuskan para peneliti kuantum memahami prosesor dan komputasi klasik ketika kedua sistem tersebut bekerja berdampingan. Platform codesign baru ini menyediakan lingkungan bersama bagi AMD, IBM, dan Oak Ridge National Laboratory untuk meneliti berbagai kebutuhan tersebut secara kolaboratif, sekaligus melanjutkan dukungan terhadap Quantum Genesis Mission dari Departemen Energi Amerika Serikat (Department of Energy), yang menargetkan kemajuan menuju komputer kuantum yang relevan secara ilmiah pada tahun 2028. 

Rencana pengembangan selanjutnya mencakup konektivitas platform ini dengan Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF), yang juga menjadi lokasi superkomputer baru ORNL, Lux SI (Super Intelligence) + HPC, yang ditenagai oleh CPU AMD EPYC dan GPU AMD Instinct. Konektivitas tersebut akan memperluas lingkungan penelitian menuju sistem berskala penuh yang diperlukan untuk mengeksplorasi bagaimana integrasi komputasi kuantum, AI, dan komputasi ilmiah dapat mempercepat penemuan ilmiah serta mendukung keamanan nasional.      

Bagi AMD, inisiatif ini mencerminkan prinsip mendasar bahwa kemajuan komputasi kuantum bergantung pada perkembangan komputasi klasik. Melalui kolaborasi dengan IBM dan ORNL untuk meneliti berbagai kebutuhan tersebut sejak dini, AMD turut membentuk fondasi komputasi yang akan dibutuhkan oleh komputer kuantum di masa depan. AMD mengembangkan sistem yang holistik melalui pendekatan codesign bersama perusahaan komputasi kuantum, lembaga penelitian, dan penyedia teknologi.

Caption Foto: A new codesign platform for quantum error correction from IBM, Oak Ridge National Laboratory (ORNL) and AMD colocates IBM quantum computers with ORNL's Umbra High-Performance Computing system (right, nearest black rack). Umbra is composed of AMD Instinct MI355X GPUs and 5th Gen AMD EPYC CPUs. (Credit: IBM)