Michael Kuehn i Davide Vodola z BASF są pionierami komputerów kwantowych w przemyśle chemicznym, przesuwając granice możliwości symulacji naukowych. Demonstrują potencjał algorytmów kwantowych, aby ujawnić właściwości NTA, związku używanego do usuwania toksycznych metali ze ścieków, których tradycyjne symulacje nie są w stanie wykryć.
Zespół BASF osiągnął znaczący kamień milowy, symulując 24 kubity, czyli rdzeniowe jednostki obliczeniowe komputera kwantowego, za pomocą procesorów graficznych (GPU). Nie poprzestając na tym, niedawno przeprowadzili swoje pierwsze symulacje 60 kubitów na superkomputerze Eos H100 firmy NVIDIA, co stanowi ich najbardziej rozbudowaną symulację cząsteczek z wykorzystaniem algorytmu kwantowego. Praca wymaga dużego nakładu pracy, dlatego BASF zwrócił się do usługi NVIDIA DGX Cloud , która wykorzystuje procesory graficzne NVIDIA H100 Tensor Core.
Inicjatywa BASF w dziedzinie komputerów kwantowych, zapoczątkowana w 2017 roku przez firmę Kuehn, nie ogranicza się wyłącznie do chemii. Bada ona zastosowania komputerów kwantowych w uczeniu maszynowym oraz optymalizacji logistyki i harmonogramowania. Inicjatywa ta opiera się na platformie NVIDIA CUDA Quantum , wszechstronnej i przyjaznej dla użytkownika platformie do programowania procesorów CPU, GPU i procesorów kwantowych (QPU). Vodola chwali platformę CUDA Quantum za jej prostotę i elastyczność, które umożliwiają symulacje złożonych obwodów kwantowych.
Aby sprostać wymagającym potrzebom obliczeniowym, BASF wykorzystuje procesory graficzne NVIDIA H100 Tensor Core. Kuehn zauważa znaczną przewagę szybkości tej platformy NVIDIA nad sprzętem opartym na procesorach CPU w tego typu symulacjach.
Umożliwianie niemożliwych symulacji kwantowych
CUDA Quantum zyskuje popularność poza BASF. Naukowcy z SUNY Stony Brook wykorzystują ją do symulacji fizyki wysokich energii, badając interakcje cząstek subatomowych. Dmitri Kharzeev z SUNY i Brookhaven National Lab podkreśla rolę CUDA Quantum w umożliwieniu symulacji kwantowych, które w innym przypadku byłyby niemożliwe. Podobnie, zespół z Hewlett Packard Labs wykorzystuje superkomputer Perlmutter do symulacji chemii kwantowej, badając magnetyczne przejścia fazowe w jednej z największych symulacji tego typu.
Globalna społeczność CUDA Quantum się rozrasta. Classiq, izraelski startup, ogłosił otwarcie nowego centrum badawczego w Tel Aviv Sourasky Medical Center, w którym będą kształcić się eksperci nauk przyrodniczych w zakresie rozwoju zastosowań kwantowych. Może to doprowadzić do postępów w diagnostyce chorób i odkrywaniu leków. Oprogramowanie Classiq do projektowania kwantowego upraszcza zadania niskiego poziomu i jest integrowane z CUDA Quantum.
Terra Quantum i IQM opracowują hybrydowe aplikacje kwantowe dla różnych sektorów, planując ich uruchomienie na platformie CUDA Quantum. Kilka firm, w tym Oxford Quantum Circuits, wykorzystuje układy NVIDIA Grace Hopper Superchips w swoich hybrydowych projektach kwantowych. Firma Quantum Machines ogłosiła, że Izraelskie Narodowe Centrum Kwantowe jako pierwsze wdroży system NVIDIA DGX Quantum, wykorzystujący układy Grace Hopper Superchips, do zasilania komputerów kwantowych różnych producentów.
Usługi chmury kwantowej
Superchipy Grace Hopper są również wykorzystywane przez qBraid i Fermioniq odpowiednio do usług chmury kwantowej i rozwoju algorytmów sieci tensorowych. Współdzielona pamięć i przepustowość Grace Hopper sprawiają, że te superchipy idealnie nadają się do symulacji kwantowych.
NVIDIA zaprasza deweloperów do rozpoczęcia programowania hybrydowych systemów kwantowych dzięki najnowszej wersji CUDA Quantum, dostępnej w NGC, katalogu akcelerowanego oprogramowania NVIDIA, lub w serwisie GitHub. Inicjatywa ta stanowi ważny krok w łączeniu obliczeń kwantowych z tradycyjnymi obliczeniami o wysokiej wydajności, torując drogę przełomowym postępom w różnych dziedzinach nauki.
Amazon