經歷 18 年的競技花式溜冰運動員生涯，Bettina Heim 能以迅捷優雅的姿態完成勾手跳動作。如今，擁有量子運算博士學位的她，選擇為 Microsoft 投注心力，協助 Azure Quantum 在雲端服務的尖端技術領域開拓一席之地。
目前 Heim 在 Microsoft 擔任首席軟體工程經理。她表示：「我一向對有意思的問題很感興趣，也很努力想達成目標，所以我才會對量子運算著迷。量子運算能夠創造出超越現有古典系統的全新工具，具有造福社會的龐大潛力。」
去年冬季，Azure Quantum 與 Quantinuum、Quantum Circuits Inc.、Rigetti Computing、Oak Ridge National Lab 合作，展示古典和量子系統如何攜手解決許多難題，以及有望將這項功能提供給所有雲端使用者的能力。
為了達成目標，他們採用了許多工具，包含 NVIDIA QODA。這是一種開放式通用程式設計環境，可在未來的混合式系統中，將 GPU 與量子處理器相互連結。
QODA 可協助我們踏出下一步，為迥然不同的系統和開發人員工具提供穩定整合。」Heim 是瑞士人，現居美國西雅圖。
量子的軟體基礎
由 Heim 擔任主席的 QIR Alliance，重心便放在為量子電腦奠定軟體基礎。
這個業界組織負責監督量子程式設計語言和目標量子電腦之間的公用介面相關工作。QIR 讓開發人員能夠使用 QODA 等工具，建置在混合式量子電腦上執行的應用程式，加速科學發現。
通常，與直接處理每個系統詳細資訊的組合器程式同等的程式，都是由開發人員負責編寫，因此對業界而言，QIR 的出現是一大進步。
Heim 表示：「擁有不需量子系統深層知識也能使用的工具很重要，因此我們正在與 NVIDIA 等公司合作，與眾多開發人員進行互動並啟發靈感。」
「QODA 與 cuQuantum 利用古典高效能運算資源進行量子開發作業，讓這個領域向前邁進了一大步。」她也提到 NVIDIA cuQuantum 這款協助在 GPU 加速系統中執行量子電路模擬的軟體函式庫。
持續擴展的量子生態系
與 Microsoft 合作拓展 QIR 生態系，並將 NVIDIA 的工具組與 Azure Quantum 整合，只是眾多方法之一。目前，已經有數十家公司採用 cuQuantum 加速現今對古典電腦的研究，並使用 QODA 設計未來的混合式古典量子系統。
舉例來說，Rigetti Computing 已規劃讓開發人員使用 QODA，對自家的超導量子電腦進行程式設計。軟體專家 Classiq 則打算使用 QODA，將其量子演算法的效能最佳化。
這兩家公司都已選擇和曾於 7 月宣佈使用 QODA 進行協作的量子硬體供應商 IQM Quantum Computers、Pasqal、Quantinuum、Quantum Brilliance 與 Xanadu 合作。他們將共同支援多種量子位元技術，鞏固 QODA 作為支援所有混合式量子古典系統的整合平台角色。
此外，QODA 也獲得軟體供應商 QC Ware 與 Zapata Computing，以及下列四所超級運算中心的支援：Forschungszentrum Jülich、Lawrence Berkeley National Laboratory、Oak Ridge National Laboratory 與日本的 RIKEN。
cuQuantum 成為業界研究主要工具
同時，採用 cuQuantum 的量子電路模擬應用程式也不斷增加。
去年，BMW 集團在一份研究中列出 40 多個量子運算在汽車方面的使用案例。今年，BMW 集團又在自家的量子應用程式基準相關工作中，使用了 cuQuantum 的 cuStateVec 函式庫。
BMW 集團與 Amazon Web Services (AWS) 攜手合作，提出一項全球挑戰，意在展現量子系統如何解決業界最困難的最佳化、人工智慧和材料科學問題。這項挑戰吸引了 70 個團隊參加，可見許多人都對這項技術很感興趣。
目前，日本的 Fujifilm Informatics Research Laboratory 也採用了 cuQuantum，與新創公司 blueqat 一起建置量子電路。這次合作的目標是建立大規模量子電路模擬，以加速 Fujifilm 的研發流程。
開發人員可以使用 cuQuantum，在單一 NVIDIA A100 Tensor 核心 GPU 上建立數百個量子位元的精準模擬，也可在超級運算叢集上建立數千個量子位元的模擬。
量子技術在雲端持續擴展
Oracle Cloud 服務計劃未來讓開發人員在 GPU 上建立量子電路模擬，之後則在 Oracle Cloud Marketplace 上推出 DGX cuQuantum 設備，也就是具備執行 cuQuantum 工作所有必要元件的容器。
AWS 同樣已宣佈在其 Braket 服務中推出 cuQuantum，並且在 Braket 上示範 cuQuantum 如何為量子機器學習工作負載提供最高 900 倍的加速。
許多諮詢公司也展現量子運算以 NVIDIA 軟體加速後，可望發揮的潛力。
運用量子提升人工智慧技術
Deloitte 將使用 cuQuantum 與 QODA，將客戶服務中的自然語言處理提升至全新境界。他們預計運用高維度資料集，讓系統解譯完整語句。
在其他專案中，Deloitte 計劃探索如何使用 cuQuantum 加速藥物研發，並解決結構化醫學資料面臨複雜的最佳化問題。
全球 IT 諮詢與服務公司 SoftServe 的研發團隊在藥物研發、緊急物流最佳化等多個應用領域，都選擇使用 cuQuantum，同時也執行金融量子模擬的軟體，例如預測股價趨勢和自動化金融投資組合管理。
對於已在 2021 下半年發表會宣佈支援 cuQuantum 的 Google Quantum AI 與 IonQ 來說，上述研究成果更如同錦上添花。
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