NVIDIA 하이브리드 양자 고전 컴퓨팅 플랫폼 발표

엔비디아는 도쿄에서 열린 Q2B 컨퍼런스 에서 세계 최초의 통합 컴퓨팅 플랫폼을 발표했습니다 . 이 프로그래밍 플랫폼은 인공지능, 고성능 컴퓨팅, 의료, 금융 및 기술 연구 분야에서 양자 연구 개발의 획기적인 발전을 가속화하는 데 도움이 될 것입니다.

NVIDIA QODA(Quantum Optimized Device Architecture)는 양자 컴퓨팅 분야의 장애물을 극복하여 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅 개발을 단순화하고 능률화합니다. QODA는 일부 가장 강력한 컴퓨터와 양자 프로세서에서 개방적이고 통합된 환경을 만들어 과학적 생산성을 개선하고 양자 연구에서 더 큰 규모를 제공합니다.

양자 컴퓨팅이란 무엇입니까?

NVIDIA의 Dion Harris 블로그 게시물에 따르면 양자 컴퓨팅은 오늘날 컴퓨터의 보다 단순한 트랜지스터를 대체하기 위해 아원자 입자를 제어하는 ​​물리학을 사용하여 병렬 계산을 수행하는 정교한 접근 방식입니다.

양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터에서 켜짐 또는 꺼짐, XNUMX 또는 XNUMX인 비트 대신 켜짐, 꺼짐 또는 그 사이의 모든 값이 될 수 있는 컴퓨팅 단위인 큐비트를 사용하여 계산합니다. 중첩이라고 하는 중간 상태에서 살 수 있는 큐비트의 기능은 컴퓨팅 방정식에 강력한 기능을 추가하여 양자 컴퓨터를 일부 수학에서 더 우수하게 만듭니다.

오늘날 컴퓨터는 0비트를 사용하여 255에서 0 사이의 숫자를 나타내며 한 번에 하나씩 계산합니다. 양자 컴퓨터는 동시에 255큐비트를 사용하여 XNUMX에서 XNUMX 사이의 모든 숫자를 나타낼 수 있습니다. 처리는 순차적이 아닌 동시에 계산되어 몇 초 안에 결과를 제공합니다.

큐비트를 사용하여 양자 컴퓨터는 고전 컴퓨터가 계산을 완료할 수 있다면 수백 또는 수천 년이 걸리는 계산을 몇 분 안에 완료할 수 있습니다.

HPC 및 AI 분야 전문가들은 QODA를 사용하여 기존 애플리케이션에 양자 컴퓨팅 기능을 손쉽게 추가할 수 있습니다. 이를 통해 현재의 양자 프로세서는 물론 NVIDIA DGX 시스템과 과학 슈퍼컴퓨팅 센터 및 공용 클라우드에 설치된 대규모 NVIDIA GPU를 활용하여 미래의 양자 머신 시뮬레이션까지 모두 활용할 수 있습니다.

NVIDIA의 HPC 및 양자 컴퓨팅 제품 이사인 Tim Costa에 따르면 다음과 같습니다.

“클래식 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅을 결합한 하이브리드 솔루션을 통해 가까운 시일 내에 과학적 돌파구가 발생할 수 있습니다. QODA는 개발자에게 강력하고 생산적인 프로그래밍 모델을 제공하여 양자 컴퓨팅을 혁신할 것입니다.”

엔비디아 큐퀀텀 SDK

NVIDIA는 올해 초 GTC 기조연설에서 GPU에서 실행되는 양자 회로 시뮬레이션 속도를 향상시키는 cuQuantum SDK를 발표했습니다 . 초기 연구 결과에 따르면 cuQuantum은 몇 배나 빠른 속도 향상을 제공할 수 있을 것으로 예상됩니다.

NVIDIA와 Caltech는 NVIDIA A100 Tensor Core GPU에서 실행되는 cuQuantum으로 최첨단 양자 회로 시뮬레이터를 가속화했습니다. 그것은 9.3개월 전에 전문가들이 수백만 개의 CPU 코어를 사용하여 며칠이 걸릴 것이라고 생각했던 작업인 Selene에서 18분 만에 Google Sycamore 회로의 전체 회로 시뮬레이션에서 샘플을 생성했습니다.

주요 양자 조직은 이미 NVIDIA GPU와 NVIDIA cuQuantum 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 사용하여 GPU에서 개별 양자 회로 시뮬레이션 개발을 가속화하고 있습니다. QODA는 NVIDIA의 양자 연구를 확장합니다.
cuQuantum의 시뮬레이션 환경을 활용하여 노력합니다.

NVIDIA는 또한 양자 하드웨어 제공업체인 IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance 및 Xanadu와의 QODA 협력을 발표했습니다. 소프트웨어 공급자 QC Ware 및 Zapata Computing; 및 슈퍼컴퓨팅 센터 Forschungszentrum Jülich, Lawrence Berkeley National Laboratory 및 Oak Ridge National Laboratory.

QPU 및 하이브리드 시스템 입력

NVIDIA의 Tim Costa는 JUNIQ(Jülich Unified Infrastructure for Quantum Computing)의 Kristel Michielsen과의 토론에서 강조된 양자, QODA 및 하이브리드 클래식 양자 시스템에 중점을 둔 블로그를 게시했습니다.

Cologne 근처의 Jülich Supercomputing Center에서 양자 프로그램을 이끄는 Michielsen은 다음과 같이 설명했습니다.

“오늘날의 고전적인 컴퓨터는 너무 많은 에너지를 소비하고 몇 가지 문제를 해결할 수 없기 때문에 우리는 그것만으로는 계속할 수 없습니다. 그러나 많은 에너지를 소비하지 않는 양자 컴퓨터와 짝을 이루면 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 잠재력이 있을 수 있다고 생각합니다.”

팀은 양자 프로세서, 일명 QPU가 양자 역학의 속성을 활용하고 원자 수준에서 프로세스를 시뮬레이션하는 데 이상적으로 적합하여 화학 및 재료 과학의 근본적인 발전을 가능하게 하여 보다 효율적인 배터리에서 보다 효과적인 약물에 이르기까지 모든 것에 영향을 미친다고 설명합니다.

몇 가지 프로토타입 양자 컴퓨터를 사용할 수 있지만 아직 초기 단계에 있으며 상업적으로 관련된 작업을 수행할 수 있는 기능이나 신뢰성을 지원하지 않습니다. 연구자들은 이 문제를 해결하기 위해 기존 HPC 시스템을 양자 컴퓨터와 연결하고 있습니다. Michielsen은 "두 세계의 장점을 모두 제공할 것"이라고 말합니다. Jülich와 다른 연구자들은 오늘날 이러한 시스템을 구축하고 있습니다.

Tim이 Jülich Quantum 에 올린 전체 블로그 게시글을 확인해 보세요.

현재 소수의 주요 업체가 양자 컴퓨팅 산업을 지배하고 있는 상황에서 NVIDIA QODA는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼에서 개방형 및 상호 운용 가능한 표준을 활용할 수 있는 새로운 수준의 개발자를 만들 수 있습니다.

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