NVIDIA 推出通往混合型量子運算的入口

作者 NVIDIA

我們正與量子運算領域的領袖們合作,打造開發者在設計未來超高效能系統時所需的工具。

當前的高效能電腦正在大規模地模擬量子運算的作業,它的表現遠遠超過目前規模較小又容易出錯的量子系統所能做到的程度。這麼一來,經典的高效能運算系統將協助量子研究人員繪製正確的前進道路。

隨著量子電腦的表現愈來愈好,研究人員提出了一個混合運算模型的想法,在這個模型裡量子電腦和經典電腦並肩運作,各自解決各自最拿手的挑戰。這些系統將需要一個高效又易用的統一編程環境,以便讓更多人使用。

我們正在建設這條通往未來運算發展方向的入口。從推出 NVIDIA cuQuantum 等商用工具開始,我們正在跟 IBM、橡樹嶺國家實驗室、Pasqal 及其他許多單位合作。

一個通用的軟體層

第一步要開發的是稱為 nvq++ 的全新量子編譯器,鎖定量子中間展現層(QIR)這種低階機器語言規範,量子和經典電腦可以用它來相互對話。

橡樹嶺國家實驗室、Quantinuum、Quantum Circuits Inc. 及其他單位的研究人員已經接受了由 Linux 基金會率領的 QIR 聯盟。它啟用了一種與語言無關的程式設計方法,將從量子電腦與經典電腦中獲得最佳效果。

我們還與 IBM 合作開發使用 QIR 的開放原始碼量子模擬後端。

橡樹嶺國家實驗室的研究人員將率先使用這款新的軟體。

最終,我們相信高效能運算社群將接受這種用於混合系統的統一編程模型。

IBM Quantum 合作夥伴商業生態體系部門副總裁 Aparna Prabhakar 表示:「加速量子工作流程是日後高效能運算的一個關鍵部分。不過高效模擬一般的動態量子電路會帶來阻礙。我們期待使用基於 QIR 的工具鏈及 NVIDIA cuQuantum 這一類的平台來克服這個問題。」

現成的量子工具

您無需癡癡等待混合量子系統的出現。任何開發者現在就能使用加速運算和我們的工具,展開世界級的量子研究。

NVIDIA cuQuantum 現已進入正式上市階段。它利用Tensor Networks 函式庫狀態向量來運行複雜的量子電路模擬作業。

我們的 cuQuantum DGX Appliance 是一個容器,內有針對 NVIDIA DGX A100 系統進行最佳化調整、運行 cuQuantum 作業所需的所有元件,現已推出測試版。

研究人員已經在使用這些產品來解決實體環境的種種難題。

像是 QC Ware 在勞倫斯伯克利國家實驗室的 Perlmutter 超級電腦上,使用 cuQuantum 運行量子化學和量子機器學習演算法。他們想要在藥物發現和氣候科學方面取得更好的成績。

不斷成長的量子商業生態體系

一個不斷擴大的商業生態體系支援著我們的量子產品。

舉例來說,Xanadu 將 cuQuantum 加入用於量子機器學習和量子化學的開放原始碼框架 PennyLane 內。橡樹嶺國家實驗室在 Tensor Network 量子電路模擬框架 TNQVM 中使用 cuQuantum。

其他公司也在其商用量子模擬器和框架中支持 cuQuantum,例如 Classiq 的 Classiq Quantum Design 平台和 Zapata Computing 的 Orquestra。

不只是他們,還有 IBM、IonQ 和 Pasqal 等在去年 11 月便宣布支持我們軟體的合作對象。

GTC 大會有提供更多資訊

免費報名參加本週的 GTC 大會,聆聽 QC Ware 討論該公司在量子化學方面的研究成果

在這次的 GTC 大會中至少有十場關於量子運算的議程。在此觀看 NVIDIA 執行長黃仁勳的 GTC 主題演講