東芝SBM寫入FPGA將量子計算硬體成本降低、應用更廣泛
科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年3月31日
圖、東芝SBM寫入FPGA將量子計算硬體成本降低
模擬分叉算法（SBA）是東芝所開發一種量子啟發式經典演算法。根據東芝的工程師聲稱，即插即用是SBA特色之一，也就是將SBA寫入FPGA晶片，然後，可通過將FPGA插入不同類型的原型機中，就可以輕鬆配置實時系統。東芝還提供了一個應用程序編程接口（API），使用戶可以使用C語言或Python開發兩種廣泛使用的編程語言的特定APP應用程序。
東芝Simulated Bifurcation Machine是一款ISING機器，包含東芝的創新量子啟發算法和用於解決大規模組合優化（CO）問題的相應計算機解決方案，主要在為必須在短時間內做出最佳複雜決策的行業，帶來更高的效率，例如金融，物流和通訊，或者車輛路線、供應鏈管理、分子建模、風險評估等。
東芝目前提供模擬分叉機（Simulated Bifurcation Machines；SBM），這是由分叉算法提供物理系統。該SBM也是Microsoft Azure Quantum生態系統的一部分，也可以使用於Amazon的AWS系統。東芝於2019年7月在AWS上發布了Simulated Bifurcation Machine作為雲服務。
圖1、東芝模擬分叉機（Simulated Bifurcation Machines）概述
東芝宣稱SBM採用了東芝2月發佈的新計算法，借助模擬産生量子力學現象的新算法等，計算速度比之前提高至約10倍，能在約30分鐘內完成通常的計算機需要約1年零2個月的計算。
目前，2021年3月30日東芝宣布SBA已在日本進行本地測試。東芝正在日本試用SBM的即插即用版本於工作站和伺服器之外，SBM還可插入無人機和機器人中。
如果成功的話，東芝這款不需要專用的硬體和冷卻器等，也無需雲平臺模擬量子計算機，即插即用SBM將大大降低了超級計算的成本。東芝力爭在2021年實現模擬量子計算機的商業化。
目前，日本業者開發量子計算機，還有：日立製作所利用自主的模擬量子計算機，2020年10月開始提供根據所需人數等確定最佳排班的服務。富士通也在新藥領域充分利用模擬量子計算機，協助新藥新創PeptiDream開發新冠治療藥相關材料。最近，美國IBM也賣出第一台量子計算機給克里夫蘭醫學中心(Cleveland Clinic) ，將進行為期10年合作，開發Discovery Accelerator利用量子計算工具將AI及雲端技術相結合。
[註解]
FPGA現場可編程門陣列（Field－Programmable Gate Array），最初作為專用IC領域中的一種半定製電路，具有一定的可編程性，可同時進行數據並行和任務並行計算，在處理特定應用時有更加明顯的效率。英特爾豪擲167億美元，收購Altera就是為了FPGA。後來英特爾開發至強E5 2600 v4處理器整合了FPGA晶片，使至強處理器在FPGA晶片的幫助下每瓦性能提升了70%。有人認為，FPGA是替代傳統CPU和GPU的未來。(720字；圖1)
參考資料：
Toshiba Offers On-premises Simulated Bifurcation Machine™ for Market Trials in Japan. Toshiba, 2021/3/30.
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