理研が量子とHPCの融合を加速！次世代スパコンシステムで世界トップレベルの計算科学へ

理化学研究所（理研）は、量子コンピューティングと高性能計算（HPC）の連携を劇的に加速させるための新たな一歩を踏み出しました。
この度、「量子HPC連携プラットフォーム向けスーパーコンピュータ」のシステム構成が決定したと11月18日に発表され、日本の計算科学研究に新たな時代が到来します。

次世代スパコンの驚異的な性能と特徴

今回導入される新スーパーコンピュータは、理研の計算科学研究センター（R-CCS、神戸市中央区）に設置されます。
このシステムの中核を担うのは、AIやHPC向けに設計されたNVIDIAの最新GPUプラットフォーム「GB200NVL4」を搭載した計算ノード135台です。
合計で540基ものBlackwellGPUを搭載し、その圧倒的な計算能力が期待されます。
ノード間は、NVIDIAの超高速ネットワーク技術「NVIDIAQuantum-X800」により、最大3.2Tbpsという驚異的な速度で通信します。

冷却システムにも最新技術が採用されており、外気を利用する「フリークーリング」技術と、32度の水を冷却水として使用する「温水冷却サーバー」を組み合わせることで、高効率かつ環境に配慮した運用を実現します。
演算性能は、倍精度浮動小数点演算（FP64）で21ペタフロップス（PFLOPS、ペタは1000兆）以上、さらに8ビット浮動小数点演算（FP8）では5エクサフロップス（EFLOPS、エクサは100京）以上と、まさにケタ違いの性能を誇ります。

富岳と量子コンピューターが手を取り合う新時代へ

この新しいスパコンは、日本が世界に誇るスーパーコンピュータ「富岳」はもちろんのこと、R-CCSに既に設置されているIBM製超伝導型量子コンピューター「IBMQuantumSystemTwo」の「ibm_kobe」や、Quantinuum製のイオントラップ型量子コンピューター「黎明」といった多様な計算資源と、API「SQCInterface」を通じて高速に接続されます。

これにより、スパコン上で量子計算のシミュレーションを行い、アルゴリズム開発や性能評価のための高度な環境が提供されます。
さらに、量子コンピューターとHPCを統合的に活用したアプリケーションの開発も可能となり、「富岳」単体では対応が難しかった高度な計算ニーズにも柔軟に対応できるようになります。
従来のHPC単体では実現が困難だった新しい計算領域の開拓を目指し、科学技術のフロンティアを押し広げることが期待されます。

壮大なプロジェクトを支える強力なパートナーシップ

この革新的なシステムは、理研のR-CCSの要求仕様に基づき、複数の企業が協力して構築を進めます。
全体構築はDTSが中心となり、NVIDIAがアクセラレーテッドコンピューティングやネットワーキングを備えたシステムを提供。
計算ノードの設計・製造はGigaComputingTechnologyが担当し、高速ファイルシステムはDataDirectNetworksが提供します。
そして、これらの構成要素をもとに、ScaleWorXが全体のシステムインテグレーションを担うことで、複雑かつ大規模なシステムの完成を目指します。

2025年度運用開始へ：日本の計算科学を牽引

理研は、この新システムの構築を2025年度中に完了させる予定です。
すでに導入済みの「ibm_kobe」や「黎明」、そして「富岳」との連携を通じて、世界トップレベルの量子HPC連携プラットフォームの運用を速やかに開始する計画です。
この取り組みは、日本の計算科学研究を新たな高みへと引き上げ、AIや量子科学といった最先端分野におけるイノベーションを強力に推進していくことでしょう。