2026年7月8日——美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）通过采购一台现场部署的20量子比特IQM Radiance量子计算机，在其融合量子计算技术与经典高性能计算（HPC）的研究工作中迈出了重要一步。这台名为Pathfinder的新系统于6月15日在ORNL转化研究能力（TRC）大楼的量子计算机部署实验室正式启用。

ORNL主任Stephen Streiffer表示：“通过将Pathfinder加入我们计算科学家可用的尖端系统阵列，ORNL深化了其让美国成为量子科学与技术领导者的承诺。”该IQM系统通过机构资本设备项目采购。

成立于2018年的芬兰公司IQM Quantum Computers是全栈量子计算机领域的领先商业制造商。

IQM首席执行官兼联合创始人Jan Goetz表示：“ORNL几十年来一直处于美国科学的前沿。将IQM首台美国本土部署的量子计算机带到这里，对我们来说是一个重要里程碑，因为我们正在继续扩大全球足迹，并将量子能力交到能够推动量子应用的世界级机构手中。”

除了去年9月在橡树岭领导计算设施（OLCF）安装的6量子比特Quantum Brilliance集群外，Pathfinder将使ORNL量子科学中心（QSC）的研究人员能够通过使用更强大的以量子为中心的HPC（QHPC）范式，开发新的应用、算法和架构。作为QSC的成员，IQM正在支持该中心构建下一代量子计算的使命。与此同时，ORNL跨多个量子科学与技术部门的研究人员将加速工作，建立一种与硬件无关的软件架构，以融合这两种截然不同的计算技术的能力。

QSC主任Travis Humble表示：“现场部署的系统使我们能够展示量子计算概念，实现构建可扩展混合HPC生态系统的目标。IQM Radiance量子计算机在园区内的部署已经加速了与我们世界级HPC能力的集成。我们的研究团队正在开发新的方法和工具，以展示在材料模拟、化学和人工智能领域的应用。”

与OLCF的百亿亿次级Frontier等经典超级计算机相比，量子计算仍处于发展的早期阶段。它利用量子比特（qubits）执行计算。与经典计算机使用的二进制比特不同，量子比特不仅使用0和1来编码信息，而是利用0和1的量子叠加态，这可能对于某些类型的问题（如粒子的量子力学相互作用）呈指数级提高处理能力。然而，目前许多量子计算机容易受到高错误率的影响，因为它们的量子比特对温度变化、电磁噪声甚至宇宙辐射非常敏感。

IQM的Radiance系统基于超导技术，这意味着其量子比特必须冷却到接近绝对零度的温度，以消除电阻并维持脆弱的量子态。Pathfinder由一台Bluefors低温系统冷却，该系统的氦压缩机组将IQM系统冷却至4开尔文，同时一个气体处理系统将超导内部部件保持在低于10毫开尔文的基准温度。

ORNL的TRC大楼于2025年竣工，专为量子信息科学研究设计。其敏感设备实验室建在地面层，以隔离地基板及其相邻空间，从而在250微英寸级别实现高局部振动控制。在用于混合计算研究时，Pathfinder将连接到国家计算科学中心（NCCS）技术集成组测试平台中的HPC系统，该测试平台实际上位于ORNL园区的另一栋建筑内。

量子科学研究团队将与OLCF密切合作，利用Pathfinder和Quoll开发用于混合计算的开源软件栈，该软件栈可跨不同品牌的计算机使用——这些计算机通常拥有各自的专有软件。

领导NCCS量子-HPC小组中IQM集成工作的HPC系统软件工程师Amir Shehata表示：“我们的想法是标准化QHPC的接口，这样你就可以有更统一的方式来运行应用和集成不同类型的硬件，而无需每次都改变整个基础设施。”现在，QSC研究人员将在开发过程中展示其Open Quantum-HPC Software Ecosystem如何在真实系统上运行。

Shehata说：“到目前为止，我们在这里所做的工作一直使用模拟器来替代量子计算机。但现在我们有了IQM和Quantum Brilliance机器，我们可以开始尝试验证，当我们将其与物理机器耦合时，我们开发的那些架构是否真的有效。”

OLCF是ORNL的一个DOE科学办公室用户设施，由DOE的高级科学计算研究项目支持。QSC是一个总部位于ORNL的DOE国家量子信息科学研究中心。