4,053 micro giây: AMD và Qblox thử nghiệm kết nối hệ thống lượng tử

AMD($AMD) và Qblox đã xây dựng đường phản hồi kết nối thiết bị điều khiển lượng tử với máy tính cổ điển, đồng thời đo được độ trễ khứ hồi trung vị 4,053 micro giây tới GPU Instinct MI210. Thử nghiệm ghi nhận thời gian từ lúc thiết bị điều khiển lượng tử gửi dữ liệu đo đến khi nhận lại kết quả tính toán.

Trong tài liệu kỹ thuật công bố ngày 12, AMD trình bày cấu hình kết nối Cluster của Qblox với thiết bị tính toán của hãng và các số liệu đo thực tế. Qblox cũng công bố cấu hình hệ thống hợp tác và môi trường chạy vào cùng ngày.

Trong thử nghiệm Cluster gửi yêu cầu cách nhau 12,5 micro giây, MI210 ghi nhận độ trễ trung vị 4,053 micro giây và phân vị thứ 90 là 4,338 micro giây trên 10.000 lượt đo. Phân vị thứ 90 có nghĩa là 90% kết quả đo nằm trong khoảng thời gian này.

Với cùng số lượt đo, một lõi CPU EPYC 9015 ghi nhận độ trễ khứ hồi trung vị 2,700 micro giây và phân vị thứ 90 là 2,762 micro giây. Hai kết quả lần lượt là thời gian yêu cầu gửi đến GPU và CPU rồi phản hồi quay lại thiết bị điều khiển.

Mô tả vai trò của các thiết bị kết nối trong thông tin do hai công ty công bố không hoàn toàn thống nhất. Tài liệu kỹ thuật của AMD gọi Alveo U55C là card liên kết và V80 là bộ tăng tốc thực thi lớp chuyển mạch, trong khi một phần thông báo của Qblox gọi V80 là card liên kết.

Đường kết nối AMD mô tả sử dụng liên kết Aurora giữa Cluster của Qblox và card Alveo. Card ghi dữ liệu vào bộ nhớ của bộ tăng tốc bằng phương thức truyền trực tiếp giữa các thiết bị PCIe (peer-to-peer), đồng thời nhận phản hồi vào bộ nhớ card; phần mềm máy chủ không tham gia xử lý khung dữ liệu.

Mức 0,44 micro giây được nêu riêng là độ trễ ở khâu kết nối cáp và card. Thử nghiệm card và thiết bị tính toán dùng khung dữ liệu 64 byte cùng chức năng phản hồi tích hợp không bao gồm Cluster và cáp, nên phạm vi đo khác với mức 4,053 micro giây từ bộ điều khiển đến MI210.

Sửa lỗi lượng tử là quá trình giải mã để tìm tín hiệu lỗi từ kết quả đo qubit, sau đó gửi lệnh hiệu chỉnh về thiết bị điều khiển trong khi phép tính đang diễn ra. Mức 4,053 micro giây lần này là độ trễ truyền dữ liệu khứ hồi, không phải tổng thời gian sửa lỗi bao gồm cả bước đo và hiệu chỉnh.

LINQ của Qblox truyền kết quả đo giữa các bộ tuần tự bên trong Cluster. Kết nối lần này mở rộng ra ngoài đường truyền nội bộ đó, xử lý việc trao đổi dữ liệu giữa hệ thống điều khiển và thiết bị tính toán cổ điển bên ngoài.

AMD cho biết các bộ giải mã dành cho mã sửa lỗi nhỏ Steane-7 và repetition-3 cho kết quả giống bộ giải mã tham chiếu ở cấp độ từng bit. Thông báo công khai không nêu rõ quá trình xác minh có sử dụng dữ liệu đo từ bộ xử lý lượng tử thực tế hay không.

Qblox giới thiệu môi trường chạy kết nối Python, C, OpenMP và nhân GPU. Môi trường này hỗ trợ cấu hình kết hợp GPU Instinct, CPU EPYC và SoC thích ứng Versal.

Vòng lặp sửa lỗi hoàn chỉnh mà Qblox và Riverlane trình diễn hồi tháng 9 ghi nhận 6,886 micro giây ở khoảng cách mã 3 và 11,886 micro giây ở khoảng cách mã 9. Thử nghiệm sử dụng thiết bị điều khiển vật lý và thiết bị giải mã, nhưng dùng dữ liệu đo mô phỏng thay cho đầu ra qubit thực tế; phạm vi đo cũng khác với thử nghiệm AMD lần này nên khó so sánh trực tiếp.

Trong lần tích hợp NVQLink của NVIDIA($NVDA) hồi tháng 10, Qblox đưa ra mức độ trễ khứ hồi dưới 4,0 micro giây với RTX PRO 6000 Blackwell và dưới 7,2 micro giây với DGX Spark. Chưa có căn cứ cho thấy thiết bị và phạm vi đo trùng khớp với thử nghiệm AMD, nên chưa thể kết luận về ưu thế hiệu năng.

Triển khai hiện tại kết nối hai thiết bị điều khiển với hai bộ tăng tốc. Qblox đề xuất cấu trúc lưới kết nối nhiều thiết bị điều khiển và bộ tăng tốc là bước tiếp theo, đồng thời cho biết sẽ cung cấp quyền truy cập ban đầu cho các đối tác.