HPC 生态巨变！日本发布 JHPC-quantum，全球首个混合计算生态系统

文丨浪味仙 排版丨浪味仙

行业动向：2600字丨7分钟阅读

内容提要

日本理化学研究所（RIKEN）与软银株式会社（SoftBank Corp.）宣布，共同推进的国家级量子–高性能计算（HPC）融合项目“JHPC-quantum”已正式进入测试用户阶段。来自产业界与学术界的 21 家机构与研究团队获选成为首批参与者，获得访问“富岳”（Fugaku）超级计算机及两台量子系统的资格，以探索混合量子–HPC 在真实工业与科研问题中的应用潜力。

这一项目由日本政府资助支持，旨在开发可同时协调量子计算与超级计算资源的协作平台，并验证其在材料研发、制造优化与药物发现等领域的可行性。理研与软银表示，该计划标志着日本正式从实验室级软件研发迈向产业级测试阶段，为未来量子计算融入现有超级计算体系铺平道路。

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从实验平台到产业验证：混合量子–HPC的核心目标

“JHPC-quantum”的核心在于一套系统软件，它能够在量子处理器与经典超级计算资源之间自动协调任务执行，包括作业调度、数据交互与运行监控。开发者可通过该平台原型化“混合算法”，在单一工作流中调用量子与经典计算模块，从而测试其在实际工业环境中的效率表现。

理研与软银指出，量子计算虽在理论上具备突破复杂计算瓶颈的潜力，但当下绝大多数应用仍需与高性能计算协同运行。因此，测试项目的重点并非单纯展示量子性能，而是识别影响“混合执行”落地的关键瓶颈，例如任务调度效率、数据延迟、错误传播与资源占用比等。

如果这些模块能够顺畅集成，量子计算将不再局限于科研论文或特定实验室，而能像 GPU 一样被当作“可调用加速器”（callable accelerator）集成进超级计算工作流中，成为实用计算生态的一部分。

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入选团队与测试机制：跨界合作的核心引擎

入选的 21 个项目来自材料科学、化学制造、信息与通信、医疗健康、生命科学等多个关键产业领域。评审委员依据三项核心标准进行遴选：

1、方案的可操作性；

2、高性能计算在流程中的重要性；

3、在合理时间内实现成果产出的可行性。

截至 2025 年 9 月底，已有 9 家机构完成谅解备忘录（MoU）签署并获得开发访问权限，其余团队将在协议签署后陆续公布。首批名单包括:

1、材料：JSR 株式会社，软银公司，三菱化学；

2、设计与制造：丰田汽车，丰田中央研究所；

3、自然科学：御茶水女子大学，电气通信大学；

4、医学与药物研发：京都大学，大分大学。

这些团队将于 2025 年 12 月 12 日召开的“JHPC-quantum 研讨会 2025”上展示各自研究方向、实验设计及初步成果。理研与软银表示，会议成果将直接用于优化平台架构与标准化接口，并形成后续阶段的产业路线图。

入选团队将获得完整的实验环境，包括“富岳”超级计算机访问权限、两台量子系统的接口账户以及用于混合任务的 API 与数据管理工具。研究者可以在统一架构中调用量子核心算法，与经典 HPC 的模拟、优化与数据处理功能协同运行，从而测试不同架构组合的性能差异。

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混合量子–HPC：通往实用化的中期路线图

混合量子–超级计算被视为量子计算实用化的必经阶段。当前，几乎没有任何工业问题能完全映射到独立的量子处理器上，大多数高复杂度任务仍需在经典计算框架中嵌入量子子模块。

在材料与化学领域，量子算法有望精确模拟分子相互作用与催化反应，但仍需 HPC 承担大规模采样与参数优化；在制造业中，量子启发式算法可在复杂组合优化问题（如生产调度、路径规划、能源配置）上获得速度优势，而 HPC 负责全局评估；在医学与药物研发领域，量子–经典混合计算有望在分子对接与性质预测环节显著提速，并通过经典计算进行验证与扩展。

理研与软银强调，项目的实际价值在于“真实反馈”。通过让企业和研究机构运行实际应用，团队可测定量子–HPC 协作中数据编排的瓶颈、错误率对整体性能的影响、算法在精度与成本间的权衡，以及开发者在调试过程中的可观测性需求。这些反馈不仅提升软件成熟度，也为未来大规模部署提供技术依据。

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迈向产业化的下一步：从验证到规模化

根据计划，2026 年初将启动下一轮项目征集，标志着日本混合量子–HPC 生态体系的持续扩张。理研与软银表示，在当前的 21 个入选方案中，那些在 2025 财年末取得显著成果的团队，有望最早于 2026 财年进入大规模实验阶段。

这一进程将与东京大学和大阪大学合作同步推进，继续扩展协作平台功能，探索更多跨行业应用。项目的总体目标，是将混合量子–超级计算研究成果从实验验证推向社会与产业应用层面，推动日本在全球量子计算技术竞争中占据领先地位。

“如果这一平台能够实现显著的性能提升，例如更短的计算时间、更高的资源利用率以及稳定可复现的混合流程，那么日本将在全球率先建立量子计算与超级计算的融合体系，”理研项目负责人在声明中指出。“这将为未来的高性能计算生态奠定基础，也将缩短学术研究到工业应用之间的距离。”

从“富岳”到量子芯片，从超级计算任务调度到量子算法协作，日本的“JHPC-quantum”计划体现出一种系统性策略：与其孤立追求量子霸权，不如在实用层面率先打通量子与经典计算的融合通道。通过让真实用户在混合环境中开发应用，日本正在以“既是科学实验，也是未来产业的基础设施”的务实路径，构建下一代计算体系的雏形。

Reference：1、
https://thequantuminsider.com/2025/10/14/riken-softbank-select-21-test-users-for-quantum-supercomputer-link-project

2、https://jhpc-quantum.org/

3、
https://arxiv.org/html/2508.04171