NVIDIA通過CUDA-Q平臺(tái)為全球各地的量子計(jì)算中心提供加速

NVIDIA于近日宣布將通過開源的NVIDIA CUDA-Q?量子計(jì)算平臺(tái)，助力全球各地的國(guó)家級(jí)超算中心加快量子計(jì)算的研究發(fā)展。

德國(guó)、日本和波蘭的超算中心將使用該平臺(tái)來(lái)賦能他們由NVIDIA加速的高性能計(jì)算系統(tǒng)中的量子處理器（QPU）。

QPU是量子計(jì)算機(jī)的大腦，通過利用電子或光子等粒子行為進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方式與傳統(tǒng)處理器不同，有可能使某些類型的計(jì)算速度更快。

德國(guó)于利希研究中心的于利希超算中心（JSC）正在安裝一顆由IQM Quantum Computers公司制造的QPU，以支持其配備NVIDIA Grace Hopper?超級(jí)芯片的JUPITER超級(jí)計(jì)算機(jī)。

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的 ABCI-Q 超級(jí)計(jì)算機(jī)采用了NVIDIA Hopper架構(gòu)，也將增加一顆來(lái)自QuEra的QPU。

波蘭的波茲南超級(jí)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)中心（PSNC）近期安裝了兩顆由ORCA Computing公司制造的光子QPU，并且連接到了一個(gè)由NVIDIA Hopper加速的全新超級(jí)計(jì)算分區(qū)。

NVIDIA HPC和量子計(jì)算總監(jiān)Tim Costa表示：“量子與 GPU 超級(jí)計(jì)算的緊密集成將實(shí)現(xiàn)可用的量子計(jì)算。NVIDIA 的量子計(jì)算平臺(tái)正在為諸如 AIST、JSC 和 PSNC 這樣的先行者提供支持，助力其拓展科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邊界，并推進(jìn)量子集成的超級(jí)計(jì)算的前沿發(fā)展?！?/p>

ABCI-Q超級(jí)計(jì)算機(jī)集成的這顆QPU將使AIST的研究人員能夠利用激光控制的銣原子作為量子比特進(jìn)行計(jì)算，用以研究AI、能源和生物學(xué)領(lǐng)域的量子應(yīng)用。這些原子與精密原子鐘中使用的原子類型相同。每個(gè)原子都是完全相同的，這為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高保真量子處理器提供了一種非常有前景的方法。

AIST的量子與人工智能融合技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展全球研究中心副主任Masahiro Horibe表示：“借助 ABCI-Q 量子-經(jīng)典加速超級(jí)計(jì)算機(jī)，日本的研究人員將在實(shí)用量子計(jì)算應(yīng)用方面取得進(jìn)展。NVIDIA 正在幫助這一領(lǐng)域的先行者們推動(dòng)量子計(jì)算研究的邊界?！?/p>

PSNC 的 QPU 將使研究人員能夠使用兩個(gè) PT-1 量子光子系統(tǒng)來(lái)探索生物學(xué)、化學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)。這兩個(gè)系統(tǒng)使用電信頻率下的單個(gè)光子或光包用作量子比特。由此即可使用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成電信組件實(shí)現(xiàn)分布式、可擴(kuò)展和模塊化的量子架構(gòu)。

PSNC CTO兼副主任Krzysztof Kurowski表示：“通過與 ORCA 和 NVIDIA 合作，使得我們能夠創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)特的環(huán)境，構(gòu)建一個(gè)全新的量子-經(jīng)典混合系統(tǒng)。在以用戶為中心服務(wù)的高效管理的多 QPU 和 GPU 系統(tǒng)上，開放、簡(jiǎn)便的集成和編程對(duì)于開發(fā)者和用戶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。這種密切的合作當(dāng)下即為新一代量子加速超級(jí)計(jì)算機(jī)鋪平了發(fā)展之路, 使其適用于很多創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域?！?/p>

JUPITER超級(jí)計(jì)算機(jī)集成的QPU讓JSC的研究人員能夠開發(fā)針對(duì)化學(xué)模擬和優(yōu)化問題的量子應(yīng)用，并展示量子計(jì)算機(jī)如何加速經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)。該QPU是使用超導(dǎo)量子比特或電子諧振電路制造的，在低溫下的行為像人造原子。

JSC量子信息處理小組主管Kristel Michielsen表示：“混合量子-經(jīng)典加速超級(jí)計(jì)算讓量子計(jì)算更接近成為現(xiàn)實(shí)。通過與NVIDIA的持續(xù)合作，JSC的研究人員將推進(jìn)量子計(jì)算在化學(xué)和材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展?！?/p>

通過將量子計(jì)算機(jī)與超級(jí)計(jì)算機(jī)緊密集成，CUDA-Q 還能夠使 AI 與量子計(jì)算相結(jié)合，以解決有噪聲的量子比特等問題，并開發(fā)高效的算法。

CUDA-Q 是一個(gè)開源的 QPU 無(wú)關(guān)的量子-經(jīng)典加速超算平臺(tái)。因其提供的一流性能而被大多數(shù)部署了 QPU 的公司所使用。