NVIDIA 爲混合量子計算打開大門

NVIDIA cuQuantum 發佈，憑藉不斷擴大的生態系統和協作，構建未來超強系統所需的編程模型。

NVIDIA 正與量子計算領域的領軍者合作，共同構建開發者對未來超高性能的系統進行編程所需的工具。

當前的高性能計算機可大規模模擬量子計算作業且具有強大性能，如今規模較小又易出錯的量子系統無法與之匹敵。如此一來，經典的 HPC 系統便可助力量子研究人員開闢正確的前進道路。

隨着量子計算機的發展，研究人員對於混合計算模型懷有共同的願景，在該模型中量子計算機和經典計算機可協同工作，分別克服各自擅長應對的重重挑戰。爲擴大適用範圍，此類系統將需要高效易用的統一編程環境。

NVIDIA 正在爲當今計算構築未來的發展之路。首先，NVIDIA 將就NVIDIA cuQuantum 等商用工具，與 IBM、橡樹嶺國家實驗室、Pasqal 以及衆多其他企業或組織展開合作。

通用軟件層

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

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

NVIDIA 還與 IBM 合作，藉助 QIR 共同開發開源量子仿真後端。

橡樹嶺國家實驗室的研究人員將成爲這款新軟件的首批使用者。

最終， NVIDIA 相信，HPC 社區會將這種統一編程模型應用於混合系統中。

IBM Quantum 合作伙伴生態系統副總裁 Aparna Prabhakar 表示：“加速量子工作流程是未來高性能計算髮展道路中的關鍵一環。然而，實現高效模擬通用動態量子電路的過程中可能遭遇困難。我們希望藉助基於 QIR 的工具鏈和 NVIDIA cuQuantum 一類的平臺應對這一挑戰。”

即用型量子工具

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

NVIDIA cuQuantum 現已全面推出。藉助張量網絡庫和狀態向量，NVIDIA cuQuantum 可運行復雜的量子電路仿真。

NVIDIA 現已推出 cuQuantum DGX Appliance的測試版，這是針對 NVIDIA DGX A100 系統進行優化的容器，其中包含運行 cuQuantum 作業所需的一切組件。

研究人員現已利用這類產品應對實際挑戰。

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 運行量子化學和量子機器學習算法。這項工作旨在推動藥物研發和氣候科學的發展。

不斷擴大的量子生態系統

NVIDIA 的量子產品由不斷擴大的企業生態系統提供支持。

例如，Xanadu 已將 cuQuantum 集成至爲量子機器學習和量子化學構建的開源框架 PennyLane 中。橡樹嶺國家實驗室正在用於張量網絡量子電路仿真的框架 TNQVM 中採用 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 量子設計平臺和 Zapata Computing 的 Orquestra。

他們加入了包括 Google Quantum AI、IBM、IonQ 和 Pasqal 在內的現有合作伙伴行列，這些企業或組織已宣佈將於今年 11 月支持 NVIDIA 的軟件。