GTC22 | NVIDIA 為混合量子計算打開大門

    NVIDIA cuQuantum 發(fā)布，憑借不斷擴大的生態(tài)系統(tǒng)和協(xié)作，構(gòu)建未來超強系統(tǒng)所需的編程模型。

    NVIDIA 正與量子計算領(lǐng)域的領(lǐng)軍者合作，共同構(gòu)建開發(fā)者對未來超高性能的系統(tǒng)進行編程所需的工具。

    當(dāng)前的高性能計算機可大規(guī)模模擬量子計算作業(yè)且具有強大性能，如今規(guī)模較小又易出錯的量子系統(tǒng)無法與之匹敵。如此一來，經(jīng)典的 HPC 系統(tǒng)便可助力量子研究人員開辟正確的前進道路。

    隨著量子計算機的發(fā)展，研究人員對于混合計算模型懷有共同的愿景，在該模型中量子計算機和經(jīng)典計算機可協(xié)同工作，分別克服各自擅長應(yīng)對的重重挑戰(zhàn)。為擴大適用范圍，此類系統(tǒng)將需要高效易用的統(tǒng)一編程環(huán)境。

    NVIDIA 正在為當(dāng)今計算構(gòu)筑未來的發(fā)展之路。首先，NVIDIA 將就 NVIDIA cuQuantum 等商用工具，與 IBM、橡樹嶺國家實驗室、Pasqal 以及眾多其他企業(yè)或組織展開合作。

    通用軟件層

    首先，NVIDIA 正在開發(fā)全新量子編譯器。該編譯器名為 nvq++，以量子計算機和經(jīng)典計算機交互所用的一種低級機器語言規(guī)范，即量子中間表示 (QIR) 為目標。

    橡樹嶺國家實驗室、Quantinuum、Quantum Circuits Inc. 以及其他企業(yè)和組織的研究人員均已加入由 Linux 基金會成立的 QIR 聯(lián)盟。QIR 聯(lián)盟實現(xiàn)了一種中立編程方法，讓量子計算機和經(jīng)典計算機都能發(fā)揮出色性能。

    NVIDIA 還與 IBM 合作，借助 QIR 共同開發(fā)開源量子仿真后端。

    橡樹嶺國家實驗室的研究人員將成為這款新軟件的首批使用者。

    最終， NVIDIA 相信，HPC 社區(qū)會將這種統(tǒng)一編程模型應(yīng)用于混合系統(tǒng)中。

    IBM Quantum 合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)副總裁 Aparna Prabhakar 表示：“加速量子工作流程是未來高性能計算發(fā)展道路中的關(guān)鍵一環(huán)。然而，實現(xiàn)高效模擬通用動態(tài)量子電路的過程中可能遭遇困難。我們希望借助基于 QIR 的工具鏈和 NVIDIA cuQuantum 一類的平臺應(yīng)對這一挑戰(zhàn)�！�

    即用型量子工具

    您不必苦等混合量子系統(tǒng)的出現(xiàn)。任何開發(fā)者均可利用加速計算技術(shù)和我們的工具，立即開展高水平量子研究。

    NVIDIA cuQuantum 現(xiàn)已全面推出。借助張量網(wǎng)絡(luò)庫和狀態(tài)向量，NVIDIA cuQuantum 可運行復(fù)雜的量子電路仿真。

    NVIDIA 現(xiàn)已推出 cuQuantum DGX Appliance的測試版，這是針對 NVIDIA DGX A100 系統(tǒng)進行優(yōu)化的容器，其中包含運行 cuQuantum 作業(yè)所需的一切組件。

    研究人員現(xiàn)已利用這類產(chǎn)品應(yīng)對實際挑戰(zhàn)。

    例如，QC Ware 正在勞倫斯伯克利國家實驗室的 Perlmutter 超級計算機上使用 cuQuantum 運行量子化學(xué)和量子機器學(xué)習(xí)算法。這項工作旨在推動藥物研發(fā)和氣候科學(xué)的發(fā)展。

    不斷擴大的量子生態(tài)系統(tǒng)

    NVIDIA 的量子產(chǎn)品由不斷擴大的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供支持。

    例如，Xanadu 已將 cuQuantum 集成至為量子機器學(xué)習(xí)和量子化學(xué)構(gòu)建的開源框架 PennyLane 中。橡樹嶺國家實驗室正在用于張量網(wǎng)絡(luò)量子電路仿真的框架 TNQVM 中采用 cuQuantum。

    此外，其他公司目前也在其商用量子仿真器和框架中支持 cuQuantum，例如 Classiq 的 Classiq 量子設(shè)計平臺和 Zapata Computing 的 Orquestra。

    他們加入了包括 Google Quantum AI、IBM、IonQ 和 Pasqal 在內(nèi)的現(xiàn)有合作伙伴行列，這些企業(yè)或組織已宣布將于今年 11 月支持 NVIDIA 的軟件。