Выпущен первый ПАК на российских процессорах «Байкал» и ПО «Ивановна»/Великий вычислитель: в РФ создан восьмикубитный квантовый процессор на сверхпроводниках

В России выпустили первый программно-аппаратный комплекс (ПАК) на процессорах Baikal-S и Baikal-M. Устройство внесено в реестр Минпромторга. Также ПАК может быть выпущен на Baikal и Intel. Разработчики рассчитывают поставлять сотни устройств отечественным компаниям.

ПАК на «Байкал»

Как стало известно CNews, в России выпустили программно-аппаратный комплекс (ПАК) на российских процессорах Baikal. Это совместное решение российского производителя плат на Baikal «Элпитех» и разработчика ПО «Умный архив». Об этом CNews рассказал технический директор «Умного архива» Евгений Волков.

«Потенциальный рынок мы оцениваем в сотни устройств, — отметил Волков. — Начиная с лета 2023 года, ПАК проходил тестирование у крупных интеграторов и потенциальных заказчиков. По его результатам мы собираем отзывы и предложения, проводим доработки». Сейчас, исходя из запросов, компания формирует объем производства.

Из чего состоит ПАК

ПАК состоит из решения «Дататека» — системы архивного хранения данных. Она может быть выпущена в двух вариантах: на плате Baikal-M или Baikal-M+Intel (для ускорения работы). Работает СХД на ОС Linux. Оперативная память устройства может достигать 16 ГБ или 32 ГБ.

Монтируется СХД в стандартную серверную стойку. В одном его модуле могут быть установлены диски любого производителя.

pak.jpg

В России выпущен программно-аппаратный комплекс на Baikal

В январе 2023 г. CNews уже писал о серверных процессорах «Элпитеха» на Baikal-S. Эти процессоры являются самими мощными в линейке «Байкал электроникс». В июле завершилась их тестирование. Первая крупная партия Baikal-S пришла в Россию с контрактной фабрики TSMC еще в октябре 2021 г.

Софтверная часть ПАКа состоит из «Ивановны» — российской системы управления электронными библиотеками и системами хранения данных.

Системное ПО «Ивановны» функционирует на Linux. Сейчас компания работает с Astra Linux на предмет совместимости и сертификации. А прикладное ПО (управляющее самим ПАК, обеспечивающее логику хранения и сохранности данных, доступ к ним) было полностью разработано «Умным архивом». Компания также имеет лицензии ФСТЭК и ФСБ на криптографию и разработку ИС.

Основное позиционирование ПАК на Baikal — архивное хранение данных.

Где изготавливают ПАКи

Используемые материнские платы в ПАК производятся на отечественных мощностях компании ЗАО «ИТС». Корпус ПАКа изготавливают на заводе в Мытищах. Сборка аппаратной части проводится в Московской области. Контрактным сборщиком выступает компания «Элпитех».

Гонка за кубитами

Специалисты НИТУ МИСИС вместе с коллегами из МФТИ и Российского квантового центра разработали и протестировали первый в нашей стране квантовый процессор, состоящий из восьми сверхпроводниковых кубитов. В ходе испытаний устройство показало высокую точность расчетов, которая превысила 95%.

Созданием квантовых процессоров сегодня занимаются исследователи во всём мире. Это вычислительное устройство, которое использует для обработки информации явления квантовой механики. В будущем оно должно стать основой для квантового компьютера, который будет способен выполнять задачи, недоступные современным вычислительным машинам. Это могут быть, например, моделирование природных процессов или очень сложные математические вычисления. Если в обычном компьютере единицей количества информации служит бит — символ, который либо включен, либо выключен, то в квантовом это кубит. Он может находиться в двух состояниях одновременно. Это и открывает новые возможности для создания инновационных вычислительных устройств.

Как пояснили разработчики, кубиты в процессоре могут иметь разное материальное воплощение. Например, для этого используют ионы, фотоны света или нейтральные атомы. У каждого из этих решений есть свои преимущества и недостатки, так как в зависимости от типа устройства оно может лучше справляться с одними задачами и хуже с другими. Однако наиболее универсальными и эффективными сегодня считаются процессоры на основе сверхпроводников. К ним относится и самый мощный в мире 433-кубитный квантовый процессор Quantum Condor от компании IBM. И 80-кубитный процессор от компании Rigetti.

— Мы получили достойный результат. В нашем процессоре восемь кубитов, но по точности двухкубитных операций он превосходит, например, 80 кубитный процессор ранее представленный компанией Rigetti, занявший второе место в мире по количеству физических кубитов среди сверхпроводниковых процессоров. Увеличение количества кубитов в процессоре не связано напрямую с увеличением его мощности, которая определяется так называемым квантовым объемом. В простейшем случае, квантовый объем пропорционален произведению числа кубитов на число квантовых операций, которые можно выполнить с относительно малым количеством ошибок. Поэтому достижение высокой точности выполнения квантовых логических операций отдельными кубитами играет не менее важную роль, чем увеличение их количества в квантовом процессоре, — рассказала старший научный сотрудник лаборатории криоэлектронных систем и соучредитель дизайн-центра квантового проектирования НИТУ МИСИС Наталия Малеева.

Одно из преимуществ сверхпроводников — возможность создавать кубиты с заданными свойствами и произвольно выбирать частоты и длинны волн, с которыми разработчик хочет иметь дело. При работе с атомами или ионами это невозможно. К тому же в сверхпроводниковом процессоре кубиты легко могут взаимодействовать между собой. Чипы на их основе хорошо справляются как с длинными, так и с короткими цепочками вычислений, рассказали ученые.