AMD 推动量子计算的混合式未来发展

AMD 量子计算的三大核心要点

• 量子计算不会取代经典计算，而是通过混合架构加速计算。
• AMD 的 CPU、GPU、FPGA 和网络技术，为量子计算提供了不可或缺的经典计算基础。
• AMD 提供了一个混合平台，可在高性能计算、AI 和量子系统中全面支持经典计算技术。

多年来，量子计算领域的发展主要集中在科学突破、实验室演示和长期愿景层面。如今，量子计算越来越多地被视为一项战略性技术。各国政府、研究机构和企业投入数十亿美元，挖掘量子计算在提升经济竞争力、构筑科技领先优势乃至保障国家安全等多个领域的巨大潜力。

美国商务部于今年 5 月公布投资计划，拟投入超 20 亿美元，用于推进量子计算与量子制造专项行动。这项投资反映出人们越来越有信心，认为量子技术即将产生实际影响，而建立本土量子生态系统已成为国家级优先事项。

但是，量子计算的未来不能只靠量子处理器。未来发展根基将是量子计算、高性能计算和人工智能技术的深度融合。

量子计算系统正在向混合架构演进。在量子计算与经典计算技术的交汇处，正是 AMD 的核心阵地。

凭借深厚的技术积淀和广泛的产品组合，AMD 具备独特优势，可助力量子计算发展并充分释放量子计算潜力。近十年来，AMD 持续研发各类技术，推动量子计算走向实用化。我们的 CPU、GPU、FPGA、自适应 SoC、网络技术和开放软件，为开发、运行和扩展下一代量子系统提供了至关重要的经典计算基础设施。

量子计算的下一步是“混合架构”

量子计算机并不是速度更快的经典计算机，而是一种底层计算范式完全不同的计算模型，旨在利用量子力学的特性来探索经典计算系统难以高效解决的特定难题。从长期来看，量子计算在一些应用领域具有广阔前景，包括化学、材料科学、药物研发、能源研究、算法优化和高级科学建模等领域。在这些领域中，量子系统有望催生全新科研突破与商业发展机遇。

然而，量子系统如今仍受到错误率、相干性限制、扩展挑战和系统复杂性等多重因素制约。因此，当前大多数量子工作负载都高度依赖经典计算技术来执行各类功能，包括控制、校准、编排、仿真、数据准备、后处理和纠错。即便量子处理器的运算能力持续提升，对经典计算资源的需求也只会随之增长，而非逐步消失。

在我们看来，未来发展的重心将转向“量子-经典混合计算”，其中量子处理器将作为大型计算环境中的专用加速器。量子系统负责处理其可能具备优势的特定问题，即超越经典计算能力的问题或多体问题；而经典计算系统则负责处理辅助性计算任务，以使量子计算结果具备实际使用价值。

这与高性能计算的理念相同，高性能计算系统会根据并行处理的需求将工作负载分配给 CPU 或 GPU。面向高性能计算的现有 AMD ROCm 软件套件正在不断演进，预计未来除了支持 GPU 外，还将支持编排量子加速器。

为什么 AMD 技术至关重要

每一种量子计算技术路线，包括超导、离子阱、中性原子、光子等，都有着不同的控制、时序和集成要求。因此，不存在一套通用的技术栈。

但是，每种技术路线都需要强大的经典计算基础设施。AMD 产品组合恰好可以满足这一需求：

• AMD EPYC（霄龙）服务器处理器支持编排、工作流程管理和高性能计算工作负载。
• AMD Instinct 图形处理加速器为仿真、建模和 AI 辅助研究提供助力。
• AMD FPGA 和自适应计算技术支持低延迟控制、量子比特读出和实时纠错。
• AMD 网络、软件和系统级技术将这些资源整合到可扩展平台中。

AMD 可为所有量子技术路线提供支持。我们不局限于某一种量子模态或某一种垂直整合架构。相反，我们致力于提供异构计算基础，助力客户基于不同的量子技术线路进行构建。

协作推动生态系统向前发展

量子计算的发展需要硬件、软件、系统、研究机构和应用开发者多方通力协作。AMD 与生态系统领军者合作，共同探索如何将量子系统与经典计算基础设施相集成，这正反映了这一现实。

AMD 携手量子计算、金融服务和科学研究领域的领军者，包括摩根大通和美国橡树岭国家实验室，积极探索量子系统如何与 AI 及高性能计算环境集成。

AMD 与 IBM 的合作则聚焦于以量子为中心的超级计算架构，该架构深度融合量子处理器、高性能计算和 AI 资源。我们双方共同努力，探索 AMD CPU、GPU 和自适应计算技术如何与 IBM 量子系统协同工作，以支持新兴的混合工作负载。

这种协作模式揭示了量子行业的一个基本事实：量子领域创新者通常需要依赖强大的经典计算基础设施，而经典计算基础设施提供商在推动生态系统发展方面发挥着至关重要的作用。

构建面向量子时代的基础设施

量子计算正迎来关键的转型期。

大规模容错系统仍是一个长期目标，但行业已在混合工作流程、量子仿真、纠错研究和量子-经典系统集成等方面取得了实质性进展。量子计算领域的成功，在很大程度上取决于系统架构、软件集成和计算效率，而非单纯取决于量子比特数量。

我们的战略是支持广泛的量子工作流程和配套使能技术。这是一种平台战略，而非单纯的组件战略。在新兴市场中，平台战略相比单点解决方案，往往能创造更持久的战略优势。

我们并不押注某一种量子比特模态会快速占据主导，也不认为市场最终会由单一垂直整合提供商一统格局。我们致力于构建能够支持各种量子模态的基础设施。美国商务部的投资计划表明，各国政府认为现在正是构建支持性生态系统的大好时机。

随着量子计算从雄心勃勃的实验室探索项目转变为富有商业价值的刚需技术，AMD 并非只是简单地参与这个生态系统，而是致力于构建基础计算技术，以支持量子计算大规模应用。

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