A NVIDIA anunciou a primeira plataforma de computação unificada do mundo na conferência Q2B em Tóquio . A plataforma de programação ajudará a acelerar os avanços em pesquisa e desenvolvimento quântico em IA, HPC, saúde, finanças e pesquisa tecnológica.
NVIDIA Quantum Optimized Device Architecture (QODA) simplifica e agiliza o desenvolvimento de computação quântica-clássica híbrida superando obstáculos no campo da computação quântica. A QODA cria um ambiente aberto e unificado em alguns dos computadores e processadores quânticos mais poderosos, melhorando a produtividade científica e proporcionando uma escala maior na pesquisa quântica.
O que é Quantum Computing?
De acordo com a postagem no blog Dion Harris da NVIDIA, a computação quântica é uma abordagem sofisticada para fazer cálculos paralelos, usando a física que governa as partículas subatômicas para substituir os transistores mais simplistas dos computadores atuais.
Os computadores quânticos calculam usando qubits, unidades de computação que podem estar ligadas, desligadas ou qualquer valor intermediário, em vez dos bits nos computadores tradicionais que estão ligados ou desligados, um ou zero. A capacidade do qubit de viver no estado intermediário – chamado de superposição – adiciona uma capacidade poderosa à equação de computação, tornando os computadores quânticos superiores para alguns tipos de matemática.
Os computadores hoje usam oito bits para representar qualquer número entre 0 e 255, fazendo cálculos um de cada vez. Um computador quântico pode usar simultaneamente oito qubits para representar todos os números entre 0 e 255. O processamento é calculado simultaneamente em vez de sequencialmente, fornecendo resultados em segundos.
Usando qubits, os computadores quânticos poderiam realizar cálculos em minutos que levariam computadores clássicos centenas ou milhares de anos se eles pudessem concluí-los.
Especialistas em HPC e IA podem usar o QODA para adicionar facilmente computação quântica a aplicações existentes, aproveitando tanto os processadores quânticos atuais quanto as máquinas quânticas futuras simuladas usando sistemas NVIDIA DGX e uma grande base instalada de GPUs NVIDIA disponíveis em centros de supercomputação científica e nuvens públicas.
De acordo com Tim Costa, da NVIDIA, diretor de HPC e Quantum Computing Products:
“Avanços científicos podem ocorrer no curto prazo com soluções híbridas que combinam computação clássica e computação quântica. A QODA revolucionará a computação quântica, oferecendo aos desenvolvedores um modelo de programação poderoso e produtivo.”
NVIDIA cuQuantum SDK
Durante a apresentação principal da GTC no início deste ano, a NVIDIA anunciou o SDK cuQuantum para acelerar simulações de circuitos quânticos executadas em GPUs. Os primeiros resultados sugerem que o cuQuantum será capaz de proporcionar ganhos de velocidade de várias ordens de magnitude.
NVIDIA e Caltech aceleraram um simulador de circuito quântico de última geração com cuQuantum rodando em GPUs NVIDIA A100 Tensor Core. Ele gerou uma amostra de uma simulação de circuito completo do circuito Google Sycamore em 9.3 minutos no Selene, uma tarefa que há 18 meses os especialistas pensavam que levaria dias usando milhões de núcleos de CPU.
As principais organizações quânticas já estão usando GPUs NVIDIA e o kit de desenvolvimento de software cuQuantum NVIDIA (SDK) para acelerar o desenvolvimento de simulações de circuitos quânticos individuais em GPUs. QODA estende a pesquisa quântica da NVIDIA
esforços aproveitando os ambientes de simulação do cuQuantum.
A NVIDIA também anunciou colaborações QODA com fornecedores de hardware quântico IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance e Xanadu; provedores de software QC Ware e Zapata Computing; e centros de supercomputação Forschungszentrum Jülich, Lawrence Berkeley National Laboratory e Oak Ridge National Laboratory.
Entre no QPU e nos sistemas híbridos
Tim Costa, da NVIDIA, postou um blog focado em sistemas quânticos quânticos, QODA e híbridos clássicos, destacados por uma discussão com Kristel Michielsen da Jülich Unified Infrastructure for Quantum Computing (JUNIQ).
Michielsen, que lidera o programa quântico no Jülich Supercomputing Center, perto de Colônia, explicou:
“Não podemos continuar com os computadores clássicos de hoje sozinhos porque eles consomem muita energia e não conseguem resolver alguns problemas. Mas emparelhado com computadores quânticos que não consomem tanta energia, acredito que pode haver potencial para resolver alguns dos nossos problemas mais complexos.”
Tim explica que os processadores quânticos, também conhecidos como QPUs, aproveitam as propriedades da mecânica quântica e são ideais para simular processos no nível atômico, permitindo avanços fundamentais na química e na ciência dos materiais, afetando tudo, desde baterias mais eficientes até medicamentos mais eficazes.
Embora vários protótipos de computadores quânticos estejam disponíveis, eles ainda estão no estágio inicial e não suportam o poder ou a confiabilidade para lidar com trabalhos comercialmente relevantes. Os pesquisadores estão conectando sistemas HPC clássicos com computadores quânticos para resolver esse problema. Michielsen diz que “nos dará o melhor dos dois mundos”. Jülich e outros pesquisadores estão construindo esses sistemas hoje.
Confira o post completo de Tim no blog sobre Jülich Quantum.
Com a indústria de computação quântica atualmente dominada por alguns jogadores importantes, a NVIDIA QODA poderia criar uma nova classe de desenvolvedores capazes de alavancar padrões abertos e interoperáveis em várias plataformas de hardware e software.
Saiba mais sobre o NVIDIA QODA.
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