Wystawa towarzysząca Konferencji SC24 (ang. The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis) była wspaniałą okazją do przeprowadzenia demonstracji obejmującej dwie kwantowo-klasyczne infrastruktury testowe; jedna znajdująca się w PCSS w Poznaniu, druga w Atlancie, Stany Zjednoczone.
Całość została połączona za pośrednictwem infrastruktury sieci produkcyjnych PIONIER, GÉANT, SURF/NetherLight, NEA3R, ESnet, Internet2, NA-REX, StarLight i SCinet, tym samym prezentując w jaki sposób można zintegrować zarówno kwantowe, jak i klasyczne systemy obliczeniowe na skalę światową.
Celem prezentacji było przedstawienie szeregu przypadków integracji i wykorzystania hybrydowych obliczeń kwantowo-klasycznych QPU+CPU+GPU. Stanowiska dostępowe i testowe obliczeń kwantowo-klasycznych, zlokalizowane na odległych końcach w centrum danych PCSS i na żywo na konferencji SC24, zostały połączone szybkim dedykowanym łączem zabezpieczonym technologiami PQC (Post Quantum Cryptography) z dostępem do interfejsów QKD (Quantum Key Distribution). Dane przesyłane były przez łącza transatlantyckie wspierane przez współpracę Advanced North Atlantic (ANA) i szyfrowane przy użyciu hybrydowych rozwiązań PQC, QRNG i QKD, które zostały wdrożone w ramach projektu „PIONIER-Q: Ogólnopolska Kwantowa Infrastruktura Komunikacyjna” oraz w ramach inicjatywy EuroQCI.
– Podczas konferencji Supercomputing24, PCSS zrealizował pierwsze na świecie demo związane z technologiami kwantowymi, a szczególnie hybrydowym aspektem kwantowo-klasycznych zarówno obliczeń, jak i komunikacji. Demo było zrealizowane przy współudziale partnerów, ale nie byłoby możliwe gdyby nie wsparcie, między innymi, Ministerstwa Cyfryzacji i projektów – tłumaczy Piotr Rydlichowski z PCSS. – Komunikacja kwantowa, a szczególnie hybrydowo-kwantowe klasyczne ujęcie kryptografii postkwantowej dystrybucji kluczy, były jednym z głównych elementów, które były zrealizowane i przedstawione podczas demonstracji. Natomiast w odniesieniu do obliczeń kwantowych, przedstawiono hybrydowo-kwantowo-klasyczne wykorzystanie różnych scenariuszy obliczeń.
Te rozwiązania są istotne z punktu widzenia suwerenności cyberbezpieczeństwa i też wkładu w ogólnoświatową technologię i infrastrukturę badań technologii kwantowych. – Pozwala to realizować wiele różnych scenariuszy wykorzystania, które mogą przekładać się również na praktyczne aspekty takie jak optymalizacja, chemia kwantowa i też bezpieczne usługi dla cyfrowego społeczeństwa – wyjaśnia Piotr Rydlichowski z PCSS.
Szymon Trocha z PCSS mówi: – Jednym z największych wyzwań tej demonstracji było zestawienie dwóch szerokopasmowych połączeń dedykowanych pomiędzy siedzibą konferencji SC24 w Atlancie a siedzibą PCSS tutaj w Polsce. Było to możliwe dzięki współpracy wielu partnerów z Europy oraz Ameryki. Na potrzeby tego dema zestawiliśmy dwa dedykowane połączenia o szybkości 100 Gbit/s, które połączyły urządzenia w Atlancie oraz w Poznaniu.
Istotnym elementem sukcesu było zastosowanie najnowocześniejszych technologii w sieci SCInet, która corocznie jest nieodłącznym elementem dostarczania wysokowydajnych połączeń sieciowych na potrzeby konferencji SC24. Nieocenione okazało się również wsparcie, które otrzymaliśmy z od inżynierów sieciowych ICM UW – Bartosza Drogosiewicza i Jarosława Skomiała – współpracujących z grupą Routing w sieci SCinet.
– To przedsięwzięcie pokazuje potrzebę współpracy oraz wagę połączeń europejskich, międzynarodowych i transkontynentalnych, które umożliwiają współpracę naukowcom z wielu krajów oraz budowę dedykowanych połączeń na potrzeby infrastruktur badawczych oraz takich demonstracji. Nie byłoby to możliwe bez współpracy pomiędzy siecią ogólnopolską badawczą PIONIER a europejską siecią badawczą GÉANT oraz partnerami z całego świata, takimi jak sieć naukowa SURFnet, sieć Internet2, czy sieć ESnet w Stanach Zjednoczonych”– dodaje Szymon Trocha.
Demonstracja zintegrowała następujące zasoby:
- systemy fotoniczne ORCA PT-1 (dostarczone przez PCSS),
- szyfratory obsługujące algorytmy QKD i MACSec (dostarczane przez ARISTA),
- urządzenia QKD/QRNG (dostarczone przez PCSS i IDQuantique i połączone z projektem PIONIER-Q w ramach inicjatywy EuroQCI),
- usługi transmisji między Europą (Hamburg) a miejscem konferencji SC24 w Atlancie są świadczone przez PCSS, GÉANT, SURF/NetherLight, ESnet, Internet2, ICAIR/ Northwestern University, StarLight i sieć SCinet w miejscu konferencji SC24.
Jako wspólna prezentacja technologii i usług wielu organizacji, to stanowisko testowe pokazało, w jaki sposób hybrydowe systemy obliczeń kwantowych są osiągalne, aby pomóc wspierać następną generację zaawansowanych badań. Cieszymy się, że projekt ten został zaakceptowany jako projekt Network Research Exhibition na konferencji SC24 i został zaprezentowany w NRE Theatre przez Piotra Rydlichowskiego oraz Mateusza Slysza we współpracy z Szymonem Trochą i Ivaną Golub z PCSS. Demonstrację można było oglądać na stoisku nr 1149 podczas wystawy towarzyszącej konferencji.
Wojtek Bohdanowicz