量子计算机作为新兴技术，在解决特定计算密集型问题上展现出独特优势，但将其集成至现有超级计算机系统仍面临挑战。近日，慕尼黑工业大学(TUM)与莱布尼茨超级计算中心(LRZ)合作，成功开发出一款名为sys-sage的混合工具，实现了量子计算机与超级计算机的无缝交互。这一突破为高性能计算(HPC)领域引入了新型加速器，显著提升了复杂任务的计算效率。

量子计算机通过量子比特实现叠加与纠缠，在特定任务中超越经典系统，但其架构与接口与传统HPC存在差异，导致集成难度较大。“通过sys-sage工具，我们解决了部分技术挑战。”慕尼黑工业大学计算机架构与并行系统教授、LRZ董事会成员Martin Schulz表示。该工具最初作为超级计算机的中央接口设计，能够动态收集并组织系统架构与拓扑信息，为应用程序提供统一的数据支持。此次研究中，sys-sage库扩展了功能，可同时表示量子计算机与高性能计算机的系统拓扑，形成混合架构，并通过统一接口实现双系统协同。

具体而言，sys-sage库通过提供系统“地图”，支持软件组件根据任务特性选择最优计算资源。例如，它可自动判断任务更适合在量子系统还是经典系统上运行，或将问题映射至对应拓扑中的最佳节点，从而优化整体性能。Martin Schulz补充道：“作为慕尼黑量子谷计划和慕尼黑量子软件堆栈(MQSS)的核心组成部分，sys-sage为在超级计算中心高效利用量子计算机奠定了技术基础。”

更多信息： D. Mishra 等人，《面向 HPCQC 的统一架构表示：扩展量子技术的 Sys-Sage》，ISC 高性能 2025 研究论文集(第 40 届国际会议)，德国汉堡。