Quantinuum nâng cấp Reimei và mở rộng quan hệ hợp tác lượng tử-AI với RIKEN

Quantinuum và RIKEN công bố mở rộng quan hệ hợp tác vào ngày 10 tháng 11 năm 2026, sau khi hoàn tất nâng cấp Reimei lên System Model H2 56 qubit. Các kế hoạch bao gồm hợp tác phát triển một máy tính lượng tử chịu lỗi mang tên “Made with Japan” và một thỏa thuận riêng với SoftBank nhằm khảo sát việc đưa các dịch vụ kết hợp lượng tử-AI vào các trung tâm dữ liệu AI tại Nhật Bản.

RIKEN đánh dấu việc mở rộng hợp tác bằng một buổi lễ tại cơ sở Wako. Mitsuhisa Sato, giám đốc Bộ phận Nền tảng lai Quantum-HPC của viện, cho biết cỗ máy được nâng cấp sẽ giải quyết được các bài toán khoa học lớn hơn và phức tạp hơn so với hệ thống H1 trước đây; đồng thời, biên bản ghi nhớ vừa được ký nhằm mở rộng nghiên cứu về điện toán lượng tử phục vụ AI cho khoa học.

Thông tin mua sắm phần cứng đã được công bố trước đó: thông báo ngày 14 tháng 4 năm 2026 cho biết H2 đã được bàn giao để lắp ráp, thay thế H1. Vì vậy, diễn biến trong tháng 11 là việc hoàn tất nâng cấp và các cam kết hợp tác mới, chứ không phải lần đầu thông tin về việc chuyển sang H2 được tiết lộ.

Ba hệ thống phân chia công việc tính toán

Trong phần trình bày kỹ thuật của Quantinuum, Reimei được mô tả là có các qubit kết nối toàn phần với độ trung thực cao; nền tảng tổng thể được chia thành ba vai trò. Fugaku đảm nhiệm mô hình hóa cổ điển quy mô lớn và các tác vụ điện toán khoa học đã được thiết lập; ROQUO thực hiện mô phỏng mạng tensor, huấn luyện AI và tính toán song song quy mô cực lớn; còn Reimei xử lý một số phép tính được lựa chọn liên quan đến các trạng thái lượng tử và tương quan mà việc biểu diễn bằng phương pháp cổ điển sẽ tốn kém đến mức không khả thi.

Trình quản lý quy trình lai Quantinuum Nexus điều phối các tài nguyên này, cho phép các tác vụ chạy trên hạ tầng cổ điển gửi tác vụ lượng tử đến Reimei rồi tích hợp kết quả vào những phép tính quy mô lớn hơn. Cách bố trí này giúp bộ xử lý lượng tử đảm nhận một vai trò chuyên biệt trong quy trình khoa học rộng hơn, thay vì phải xử lý toàn bộ bài toán.

NVIDIA cho biết vào tháng 7 năm 2026 rằng ROQUO sử dụng 540 GPU Blackwell, được truy cập thông qua nền tảng GB200 NVL4, và kết nối với các hệ thống lượng tử tại chỗ, trong đó có Reimei. Các nhà nghiên cứu bắt đầu khảo sát một khuôn khổ AI tiến hóa, được phát triển cùng NVIDIA và tích hợp với nền tảng CUDA-Q của hãng dành cho điện toán lượng tử-cổ điển, để tạo ra các mạch cho Reimei.

Các dự án nghiên cứu lượng tử-AI giai đoạn đầu

Dự án về vật liệu kết hợp mô phỏng lượng tử, mạng tensor cổ điển và AI tạo sinh để xây dựng các giản đồ pha, thể hiện sự thay đổi của đặc tính vật liệu theo nhiệt độ, áp suất hoặc từ trường. ROQUO thực hiện các mô phỏng mạng tensor dày đặc trong những miền có thể xử lý bằng phương pháp cổ điển, còn Reimei đảm nhiệm các mạch tiến hóa theo thời gian sâu, nơi tương quan tầm xa và vướng víu ngày càng tăng khiến chi phí mô phỏng cổ điển tăng cao.

Nhóm đã thu thập dữ liệu phần cứng Reimei cho mô hình spin hai chiều 6 × 6, huấn luyện một mô hình Transformer để ngoại suy về mức nhiễu bằng không trên toàn bộ không gian tham số, đồng thời áp dụng học chủ động để ưu tiên thu thập thêm dữ liệu lượng tử. Sau đó, một mô hình tạo sinh được huấn luyện trên tập dữ liệu kết hợp giữa cổ điển và lượng tử sẽ chạy trên ROQUO để lấy mẫu các điều kiện chưa được mô phỏng.

Quantinuum báo cáo các kết quả sơ bộ cho thấy mô hình có thể đưa ra dự đoán chính xác hơn so với AI chỉ được huấn luyện bằng các mô phỏng cổ điển, và dự đoán chính xác hơn so với chỉ riêng Reimei; tuy nhiên, công ty lưu ý rằng các phát hiện thực nghiệm có thể không được xác nhận ở quy mô lớn hơn hoặc trong ứng dụng thương mại. Hiểu biết tốt hơn về từ tính ở cấp độ nguyên tử có thể đóng góp cho MRI siêu cao trường và lưới điện thông minh, dù đây mới là những ứng dụng tiềm năng chứ chưa phải các ứng dụng đã được triển khai.

Một dự án thứ hai có sự tham gia của RIKEN, NVIDIA và Quantinuum đang phát triển một quy trình có khả năng mở rộng, kết nối các bộ xử lý lượng tử, GPU và hệ thống điện toán hiệu năng cao. Mục tiêu ban đầu là zinc porphyrin, một phân tử hấp thụ ánh sáng; dự án tập trung vào các trạng thái điện tử kích thích liên quan đến sự hấp thụ ánh sáng, thay vì chỉ tìm kiếm các trạng thái cơ bản.

Fugaku mô phỏng môi trường phân tử rộng hơn và đảm nhiệm quy trình hóa học tổng thể; ROQUO xử lý các tác vụ tối ưu hóa, tính toán tương tác cấu hình, thiết kế mạch có AI hỗ trợ và tái dựng phổ; còn Reimei tìm kiếm các vùng tương quan mạnh để xác định những cấu hình điện tử quan trọng. Sau đó, các hệ thống cổ điển sử dụng những cấu hình ứng viên này để tính năng lượng và tái dựng các đặc tính có ý nghĩa thực nghiệm, bao gồm phổ hấp thụ của phân tử. Cách phân chia này giúp bộ xử lý lượng tử không phải mô phỏng toàn bộ môi trường sinh phân tử.

Cả hai dự án đều bắt đầu trước khi các dịch vụ của Reimei được ra mắt công khai. Sau khi các dự án kết thúc, Reimei dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động thường xuyên trong khuôn khổ Test User Program.

Kế hoạch thương mại hóa ngoài khuôn khổ RIKEN

Kế hoạch nghiên cứu “Made with Japan” kết hợp công nghệ của Quantinuum với nghiên cứu của các trường đại học Nhật Bản và chuyên môn sản xuất của các nhà cung cấp linh kiện trong nước, đồng thời vận dụng kinh nghiệm từ việc tích hợp và vận hành Reimei. Theo thỏa thuận riêng với SoftBank, ba tổ chức sẽ đánh giá mức độ sẵn sàng của hạ tầng và xem xét các kết nối trực tiếp giữa máy tính lượng tử với trung tâm dữ liệu AI, bao gồm khả năng những kết nối đó hỗ trợ các dịch vụ lai thương mại phục vụ đối tượng rộng hơn ngoài cộng đồng nghiên cứu hay không.

Quantinuum lưu ý rằng biên bản ghi nhớ và thỏa thuận với SoftBank có thể không dẫn tới các thỏa thuận chính thức, hoạt động phát triển chung hoặc dịch vụ thương mại. Reimei vẫn là một phần của dự án JHPC-quantum, được New Energy and Industrial Technology Development Organization của Nhật Bản tài trợ. Điều này đặt công việc hiện tại trong khuôn khổ một chương trình nghiên cứu được hỗ trợ, trong khi các đối tác tìm hiểu khả năng ứng dụng trong công nghiệp.

Bản nâng cấp tạo nền tảng về phần cứng và quy trình làm việc, nhưng bài toán thương mại vẫn gồm hai phương diện: tái hiện những kết quả nghiên cứu ban đầu ở quy mô lớn hơn và biến hoạt động thăm dò với SoftBank thành các dịch vụ vượt ra ngoài phạm vi nghiên cứu của RIKEN.