中性原子量子ハードウェア開発企業のPasqalは、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）およびスーパーコンピューティングデータセンター内での量子処理ユニット（QPU）の展開と運用統合を詳述した包括的なアーキテクチャロードマップを発表しました。単なる実験室でのハードウェアデモンストレーションを超え、この多層的な取り組みは、主要な欧州コンピューティング施設での中性原子システムのフィールドレベル展開と、IBM、NVIDIA、SchedMD、HPC-Gridware GmbHとのマルチベンダーソフトウェアおよびハードウェアの協調設計パートナーシップを強調しています。
[ 従来のHPCワークロード (Slurm / Grid Engine) ]
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[ PasqalオープンソースWardenレイヤー ]
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▼ (QRMIプロトコル) ▼ (QRMIプロトコル)
[ クラシックCPU / GPUノード ] [ Pasqal中性原子QPU ]
本番グレードのインフラストラクチャ展開とスケジューリング可能なリソースプロトコル
Pasqalは、欧州のHPCQS（High-Performance Computer and Quantum Simulator hybrid）プロジェクトの下で、中性原子QPUを積極的に本番環境に移行させています。同社のハードウェアアセンブリは、フランスのCEA（原子・代替エネルギー委員会）およびドイツのユーリッヒ研究センターに設置されたNVIDIAアクセラレーテッドコンピューティングノードと物理的に統合されました。同時に、Pasqalはイタリア初の主権中性原子量子コンピューターをCINECA大学間スーパーコンピューティングコンソーシアムで稼働させました。
標準的なデータセンター運用を中断することなくこれらのハードウェア資産を管理するため、PasqalはWardenと呼ばれるオープンソースのソフトウェアオーケストレーションレイヤーを開発しました。QPUは、レーザーアライメント、原子トラッピング構成、およびローカライズされたキャリブレーションサイクルのための決定論的な時間ブロックを必要とする独自の運用プロファイルを示すため、レガシーなクラシックスケジューラでは効果的に管理できません。Wardenレイヤーは、高レベルのワークロード管理と詳細なQPUハードウェア実行を分離する、量子を意識した中間翻訳ブリッジとして機能します。
Pasqalは、中性原子QPUを本番環境に移行させており、欧州のHPCQS（High-Performance Computer and Quantum Simulator hybrid）プロジェクトの一環として、フランスのCEA（原子・代替エネルギー委員会）およびドイツのユーリッヒ研究センターに設置されたNVIDIAアクセラレーテッドコンピューティングノードと物理的に統合されています。さらに、イタリア初の主権中性原子量子コンピューターをCINECA大学間スーパーコンピューティングコンソーシアムで稼働させました。
標準的なデータセンター運用を中断することなくこれらのハードウェア資産を管理するため、PasqalはWardenと呼ばれるオープンソースのソフトウェアオーケストレーションレイヤーを開発しました。QPUは、レーザーアライメント、原子トラッピング構成、およびローカライズされたキャリブレーションサイクルのための決定論的な時間ブロックを必要とする独自の運用プロファイルを示すため、レガシーなクラシックスケジューラでは効果的に管理できません。Wardenレイヤーは、高レベルのワークロード管理と詳細なQPUハードウェア実行を分離する、量子を意識した中間翻訳ブリッジとして機能します。
このスケジューリングフレームワークの中核要素は、量子リソース管理インターフェース（QRMI）仕様です。当初IBMによって確立されたブループリントに由来する、ベンダーニュートラルなQRMI標準は、Pasqal、STFCハートリーセンター、およびレンセラー工科大学（RPI）によって共同開発されました。QRMIにより、システム管理者は中性原子QPUを、クラシックCPUまたはGPUクラスターと同様の標準的なスケジューリング可能な資産として扱うことができます。
最初のソフトウェアアダプテーションは、Slurmワークロードマネージャー用にSchedMDによって開発されたカスタムプラグインを通じて検証されました。その後、PasqalはOpen Cluster Scheduler（Grid Engine互換フレームワーク）に対してQRMI互換性を拡張し、HPC-Gridware GmbHとのエンジニアリングパートナーシップを通じて、プロトコルの多様なエンタープライズデータセンター管理レイヤー間でのポータビリティを証明しました。
Pasqalのクロスプラットフォーム開発戦略は、クラウドソフトウェアスタックと低レベルの物理制御レイヤーの両方を対象とした、個別の高密度パートナーシップにまたがっています。
[ ユニファイドリソースインターフェース (QRMI) ]
仕様の起源 ──► IBMによって最初に確立された共同イニシアチブ。
共同コア ──► Pasqal、STFCハートリーセンター、RPIによって開発。
スケジューラアダプテーション ──► Slurm (SchedMD) および Open Cluster Scheduler (HPC-Gridware)。
クロスプラットフォームソフトウェアフレームワークと低遅延ハードウェア結合
Pasqalのクロスプラットフォーム開発戦略は、クラウドソフトウェアスタックと低レベルの物理制御レイヤーの両方を対象とした、個別の高密度パートナーシップにまたがっています。
- IBMソフトウェアレイヤー連携： IBM Quantum Networkの正式メンバーとして、Pasqalは、特殊な
Qiskit-Pasqalプロバイダー拡張機能を含む共有ソフトウェアスタックを共同開発しました。この統合により、企業および学術研究者は、高レベルの開発環境を変更することなく、ネイティブなQiskitコードブロックをPasqalの中性原子アレイに直接コンパイルおよび実行できます。この連携は、ハードウェアのスケーリング、ジョブ実行スループット、およびスーパーコンピューティングノード利用率のメトリクスに焦点を当てた、共有量子アドバンテージベンチマークフレームワークを支えています。 - NVIDIAアクセラレーテッドコンピューティングトポロジー： NVIDIA Inceptionプログラムのメンバーとして、Pasqalは3つの異なる技術境界にわたって、その物理アーキテクチャをNVIDIAのアクセラレーテッドコンピューティングスタックにリンクさせています。
- アプリケーションレイヤー： Pasqalハードウェア制御とNVIDIA CUDA-Qコンパイルプラットフォームのネイティブ統合。
- ワークフローレイヤー： 自動化されたハイブリッドアルゴリズムパイプラインをサポートするために、CUDA-QとQRMIプロトコルを直接結合。
- ハードウェアレイヤー： NVIDIA NVQLink（GPUアクセラレータとQPU制御エレクトロニクス間の高スループット、超低遅延相互接続を可能にするオープンハードウェアアーキテクチャ）の低レベルエンジニアリングサポート。この緊密な結合は、リアルタイムエラー軽減、アルゴリズムフィードバックループ、および動的な量子エラー訂正（QEC）スキームに不可欠です。
[ オープンエコシステムフレームワーク ]
openQSE参照ブループリント ──■■■ ハイブリッドソフトウェアスタックの共有参照モデル。
Open Compute Project (OCP) ──■■■ データセンター展開の制約を分析するホワイトペーパー。
EQS3サミットシリーズ ──■■■ 継続的な業界横断的なハードウェア標準化。
グローバルデータセンターエコシステムのための標準化されたアーキテクチャブループリント
業界全体の統一性を推進するため、Pasqalはフィールドデータをオープンスタンダードコンソーシアムに定期的に提供しています。同社は最近、既存のハイブリッドソリューションを分析およびカタログ化して、公共のスーパーコンピューティングセンター向けの統一ソフトウェアスタックテンプレートを確立するOpen Quantum-HPC Software Ecosystem（openQSE）参照アーキテクチャの作成を支援しました。
さらに、PasqalはOpen Compute Project（OCP）の技術ホワイトペーパーの共著を行い、標準的な商用データセンター内で中性原子真空チャンバーおよびレーザー制御フィールドを運用するために必要な正確な機械的、熱的、および電気的な展開境界を概説すると同時に、European Quantum Systems and Software Summit（EQS3）シリーズを通じてアクティブな貢献パスを維持しています。
完全な技術仕様およびデータセンター展開ブループリントは、公式のPasqal統合レポートこちらで確認できます。マイクロ秒単位のGPUからキュービットへの結合に関する広範なエコシステムアップデートは、NVIDIA AI Infrastructure Briefingこちらで追跡できます。
2026年6月26日
