共建计算未来：IBM与麻省理工、ETH苏黎世及伊利诺伊大学深化合作

自1945年沃森科学计算实验室在哥伦比亚大学校园内正式成立以来，IBM便始终在与各大学合作伙伴的共生关系中蓬勃发展。这座实验室后来逐步演变为今天我们所熟知的IBM研究院。数十年来，IBM深刻认识到：当科技研究人员、学生与教师携手共同定义并应对下一代计算挑战时，各方均能从中受益。

如今，IBM研究院正在进一步深化与全球顶尖科学院校的合作关系，共同推动计算技术的未来发展。通过近期与苏黎世联邦理工学院、麻省理工学院以及伊利诺伊大学最新续签的三项重要合作协议，IBM正在加速推进量子与经典算法及应用领域的前沿探索。这一举措体现了IBM研究院在定义计算未来方面的战略布局——三项合作各有侧重，却共同指向同一愿景：识别计算领域最艰深的难题，并携手破解。

合作精神早已融入IBM研究院的基因之中。面对技术前沿的广阔版图，单打独斗并不现实。IBM研究院持续调整研究议程，使之始终引领时代需求——而这，只有与顶尖学者紧密合作才能实现。通过将资源聚焦于与推动计算未来目标高度契合、并已在更广泛的理工科研究机构网络中发挥重要影响力的大学，IBM研究院得以进一步放大合作效应。

在与麻省理工学院（MIT）新签订的扩展协议中，双方计划在计算数学领域深入推进，为材料科学、化学和生物学等领域带来实质性突破。与苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的合作则延续了数十年的深厚渊源，新协议涵盖对教授职位的资助，以及针对算法的全新研究——这些算法将使量子计算机与经典计算机协同运作，共同模拟自然世界成为可能。而与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（U. of I.）的合作方面，IBM-伊利诺伊发现加速器研究院将重点推动量子中心超级计算（QCSC）架构、下一代AI系统及新型算法的研究进展。

IBM研究院正在攻克计算领域最具挑战性、风险最高的核心难题。通过与全球顶尖工程学院的深度合作，IBM将与合作伙伴共同定义并解决下一代科学与技术挑战。

IBM研究院首席科学家Ruchir Puri表示："我们的目标是开创计算领域的下一个时代，而这不是在真空中独自完成的，而是与整个社区携手实现的——我们在其中参与、引领，并与最优秀的研究人员深度协作。我们希望共同突破计算领域的边界，迈向更远的未来。"

MIT合作：AI与量子的交汇

近十年来，IBM与MIT携手合作，共同开拓AI的新疆界。在此期间，这一领域发生了深刻变革，尤以大语言模型与生成式AI的爆发式涌现最为显著。依托MIT-IBM沃森AI实验室这一平台，两家机构的研究人员持续打造更具能力、更高效率的大规模AI系统。本周，IBM研究院与MIT正式签署新一轮为期十年的合作协议，延续并深化这一使命。

过去，该实验室的研究重心专注于AI领域，而今次合作将进一步拓展研究范畴，将量子与算法研究纳入其中。根据新签协议，未来研究组合将大致形成AI与量子相关研究各占一半的格局，且两者之间存在相当程度的交叉融合。AI方面的研究将涵盖新基础模型的开发，以及探索AI工具在量子计算中的应用潜力。IBM量子算法中心主任兼学术研究项目负责人Hanhee Paik表示："错误纠正也是重要方向之一，此外还包括将量子计算或量子中心超级计算应用于科学发现。"Paik补充道，MIT合作项目的设计充分体现了IBM研究院对AI与量子计算交叉领域的高度重视。

这座实验室的起点颇为亮眼——已累计超过139,000次学术期刊引用，近500篇MIT-IBM联合同行评审论文，H指数（衡量学术机构学术产出与影响力的综合指标，H指数为170意味着有170篇论文各自获得了至少170次引用）高达170，考虑到该实验室相对年轻，这一成绩尤为突出。然而，数字背后的故事同样值得关注。

MIT-IBM沃森AI实验室IBM方向负责人David Cox强调，此类大学合作伙伴关系远不止于资金支持，更在于构建一种本质上具有协作属性的生态环境。"我们不是简单地向大学拨款，然后静待成果出现，"他说。正是由于IBM在MIT校园内的深度扎根，学生们得以获得IBM研究院员工的非正式指导，并从其丰富的实践经验中汲取养分。"这是一种高带宽的合作模式，"Cox说，"更像是对学生社区的延伸与扩展，而非与赞助商之间的单向互动。"他还补充道，IBM研究人员还会定期参与学生的论文委员会工作。

这种关系的形成，离不开自2018年MIT-IBM合作建立以来多年积累的深厚信任。在此次2.0版本的合作中，Cox对算法研究工作充满期待，并希望为量子计算的发展再添一把火。"我们将让材料科学家、生物学家和化学家更便捷地借助量子计算领域的前沿进展，在各自研究领域实现新的科学突破，"他说，"将AI、量子与算法研究整合在同一框架之下，也将在这些领域之间催生令人兴奋的交叉机遇。"

伊利诺伊大学合作：迈向量子中心超级计算

沿I-90高速公路向西约1600公里，另一项合作同样在蓄势扩展。根据新签订的五年研究协议，IBM研究院与伊利诺伊大学将扩展IBM-伊利诺伊发现加速器研究院的合作规模，共同开创高性能计算的全新范式——量子中心超级计算（QCSC）。QCSC将经典计算方法与量子计算方法深度融合，借助新型工作流管理工具与混合经典-量子算法，让CPU、GPU和QPU协同运转，实现单一技术路线无法企及的计算目标。

自2021年成立以来，发现加速器研究院已成长为涵盖混合云、AI、量子计算、材料发现与可持续发展等方向的20个活跃项目的研究平台，累计发表研究论文逾230篇。此次合作新阶段同样延续多领域布局，但将重心聚焦于系统层面的研究。约一半的工作围绕AI原生系统研究展开，尤其聚焦于应对快速演变的数据与AI工作负载的新型AI架构。这一方向还包括面向大规模分布式推理的算法与AI系统的协同研发。这种被称为"算法-芯片-系统"（AS2）的一体化研发模式，旨在将算法、专用芯片与系统软件协同推进，共同攻克化学、材料科学及下一代AI工作负载等领域的经典难题。

另一半工作则明确聚焦于QCSC方向。

IBM与伊利诺伊大学携手美国国家超级计算应用中心（NCSA），共同为校园内的研究人员提供QCSC资源。此次合作所形成的架构知识将以开放共享的方式对外公开，使NCSA研究人员能够构建、运营并使用该系统开展算法与应用研究，同时为更广泛的量子计算社区贡献力量。

IBM与伊利诺伊大学的扩展合作旨在整合NCSA的Delta与DeltaAI超级计算机与IBM基于云端的量子处理器，以实现QCSC技术验证。Paik表示："我们正在努力推动下一代计算系统的演进。"

IBM研究院学术研究合作负责人Sudhir Gowda补充道，此次续签协议还旨在推动IBM员工与校园教职人员之间更深层次的互动与交流，与MIT合作模式中沉浸式合作体验所带来的效果一脉相承。

ETH苏黎世合作：深耕算法七十年

跨越大西洋，在欧洲最具活力的IT生态中心，IBM研究院正与苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）持续深化这段已延续七十年的合作关系。

IBM与ETH的长期合作已孕育出多项突破性科学成就：从1981年荣获诺贝尔奖的扫描隧道显微镜（STM）的发明，到今年构建出全球首个具有半莫比乌斯拓扑结构的分子，并借助量子硬件完成精确模拟。

在新签订的十年协议框架下，双方合作将更加聚焦于算法与应用领域。ETH方向的研究专注于数学上极具挑战性、往往难以求解的问题，包括特征值问题、随机过程、偏微分方程和优化问题。

IBM与ETH苏黎世的研究人员将融合量子、经典与AI方法，协同开发新型量子与经典算法，而非将量子计算视为孤立的研究方向。这种整体性研究思路使ETH成为推动严谨、应用驱动型算法研究的关键合作伙伴。IBM苏黎世研究院院长Alessandro Curioni表示："我们与ETH的合作至关重要，正是因为ETH在严谨、以应用为导向的算法研究方面拥有世界级的专业实力，并具备将大胆构想转化为变革性计算突破的卓越能力。"借助这些算法，研究团队期望能够运行更加复杂的模拟，并有效放大AI与量子计算的综合效能。

Paik表示："IBM研究院是全球最顶尖的研究机构之一，但我们不可能事事独行。这正是大学合作如此重要的原因——共同定义并探索最具挑战性的问题，是我们前行的方式。"

Q&A

Q1：IBM与MIT新签订的合作协议主要研究哪些方向？

A：IBM与MIT签署的新十年合作协议将研究重心从原来的纯AI领域扩展至量子计算与算法研究。整体研究组合大致各占一半，AI方向侧重新基础模型开发及AI工具在量子计算中的应用，量子方向则重点关注错误纠正以及利用量子中心超级计算推动科学发现。此外，两个方向之间存在大量交叉融合，AI与量子的协同研究是本次合作的重要亮点。

Q2：量子中心超级计算（QCSC）是什么？IBM和伊利诺伊大学在这方面做了哪些工作？

A：量子中心超级计算（QCSC）是一种将经典计算方法与量子计算方法深度融合的新型高性能计算范式，通过新型工作流管理工具与混合算法，使CPU、GPU和QPU协同工作，实现单一技术路线无法完成的计算任务。IBM与伊利诺伊大学在新五年协议框架下，联合美国国家超级计算应用中心（NCSA），致力于整合Delta、DeltaAI超级计算机与IBM云端量子处理器，推动QCSC架构的实际落地与验证，并以开放方式共享相关架构知识。

Q3：IBM与ETH苏黎世的合作重点是什么？七十年来有哪些重要成果？

A：IBM与ETH苏黎世的合作已延续七十年，新十年协议将重点聚焦于算法与应用研究，主攻特征值问题、随机过程、偏微分方程和优化等数学难题。研究人员将融合量子、经典与AI方法协同开发新型算法。历史上，这一合作已产出多项里程碑成果，包括1981年荣获诺贝尔奖的扫描隧道显微镜发明，以及近年来全球首个半莫比乌斯拓扑结构分子的构建与量子硬件模拟。