美国洛斯阿拉莫斯国家实验室，正在探索量子国家安全用例

当地时间6月14日，量子计算公司 (QCI) 宣布与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 展开为期3年的合作研究与开发协议 (CRADA)[1]。

LANL隶属美国能源部 (DOE)，实验室目前的管理和运行则归由加州大学等机构组成的国家安全公司 (Triad National Security, LLC) 负责。

QCI公司将通过国家安全公司与LANL的科学家们合作，研究实现大规模模拟的关键要素，此项研究对包括国家安全在内的一系列重要的实际应用来说，至关重要。

图1｜LANL (来源：HPCwire)

此次合作旨在推导出解决下一代图划分问题的规范，并评估QCI的量子软件服务Qatalyst中实施的当前和未来图划分算法，从而实现更高效的千万亿次级 (petascale) 运算，最终实现百亿亿次级 (exascale) 运算的模拟。

这些类型的模拟分解运行在一个计算网格上，采用数百万个处理器的配置，避免不必要的数据通信对实现高持续性能至关重要。

QCI的技术侧重于代表超级计算网格的图划分和图分解，防止计算负载不平衡，同时保证所需的性能和结果。

QCI的量子软件Qatalyst，通过重点关注经典/量子混合算法，来处理LANL的计算网格。而要实现千万亿次级甚至百亿亿次级运算的模拟，则需要更大的网格，这样才能完全利用Qatalyst软件的图形分析能力。

图2｜QCI Qatalyst (来源：VentureBeat)

此次合作将使量子处理器单元 (QPU) 与经典处理器协同工作，在自动将图划分问题转换为普通的约束优化形式后，优化大型图形的划分。

这种经典/量子混合方式最初将通过基于D-Wave退火的QPU完成，最终将通过量子近似优化算法 (QAOA) 使用门型或其他类型的QPU来完成。

QCI的云量子应用加速器Qatalyst服务无需复杂的量子编程，行业专家 (SMEs) 能够向Qatalyst提交其复杂的优化问题，Qatalyst利用经典处理器上的量子软件提供解决方案。

LANL量子计算研发负责人Irene Qualters表示，LANL支持量子信息科学前沿的研发，为国家安全的新需求提供相应解决方案。

在解决一些实际问题时需要量子-经典方法，QCI的Qatalyst提供了经典的一面，允许LANL运行更大的问题，并在此过程中协调使用量子设备，扩展量子计算的使用，以解决更大的优化问题。

图3｜QCI战略业务发展 (来源：SEC)

封面：

Homeland Security Today

引用：

[1]https://www.quantumcomputinginc.com/news/quantum-computing-inc-enters-3-year-agreement-with-los-alamos-national-laboratory-in-exascale-petascale-simulations

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