NVIDIA tillkännagav världens första enhetliga datorplattform på Q2B-konferensen i Tokyo . Programmeringsplattformen kommer att bidra till att påskynda genombrott inom kvantforskning och utveckling inom AI, HPC, hälsa, finans och teknikforskning.
NVIDIA Quantum Optimized Device Architecture (QODA) förenklar och effektiviserar utvecklingen av hybrid kvant-klassisk datoranvändning genom att övervinna vägspärrar inom kvantdatorområdet. QODA skapar en öppen, enhetlig miljö över några av de mest kraftfulla datorerna och kvantprocessorerna, vilket förbättrar den vetenskapliga produktiviteten och levererar en större skala inom kvantforskning.
Vad är Quantum Computing?
Enligt NVIDIAs Dion Harris blogginlägg är Quantum computing ett sofistikerat tillvägagångssätt för att göra parallella beräkningar, med hjälp av fysiken som styr subatomära partiklar för att ersätta de mer förenklade transistorerna i dagens datorer.
Kvantdatorer beräknar med hjälp av qubits, beräkningsenheter som kan vara på, av eller vilket värde som helst mellan, istället för bitarna i traditionella datorer som antingen är på eller av, ett eller noll. Qubitens förmåga att leva i tillståndet mittemellan - kallad superposition - lägger till en kraftfull förmåga till beräkningsekvationen, vilket gör kvantdatorer överlägsna för vissa typer av matematik.
Datorer använder idag åtta bitar för att representera valfritt tal mellan 0 och 255, och gör beräkningar en i taget. En kvantdator kan samtidigt använda åtta kvantbitar för att representera varje tal mellan 0 och 255. Bearbetning beräknas samtidigt snarare än sekventiellt, vilket ger resultat på några sekunder.
Med hjälp av qubits kunde kvantdatorer rasa igenom beräkningar på minuter som skulle ta klassiska datorer hundratals eller tusentals år om de ens kunde avsluta dem.
Experter inom HPC och AI kan använda QODA för att enkelt lägga till kvantberäkning i befintliga applikationer, och utnyttja både dagens kvantprocessorer och simulerade framtida kvantmaskiner med hjälp av NVIDIA DGX -system och en stor installerad bas av NVIDIA GPU:er som finns tillgängliga i vetenskapliga superdatorcenter och publika moln.
Enligt NVIDIAs Tim Costa, chef för HPC och Quantum Computing Products:
”Vetenskapliga genombrott kan ske på kort sikt med hybridlösningar som kombinerar klassisk beräkning och kvantberäkning. QODA kommer att revolutionera kvantdatorn genom att ge utvecklare en kraftfull och produktiv programmeringsmodell."
NVIDIA cuQuantum SDK
Under GTC-presentationen tidigare i år tillkännagav NVIDIA cuQuantum SDK för att snabba upp kvantkretssimuleringar som körs på GPU:er. Tidigt arbete tyder på att cuQuantum kommer att kunna leverera hastighetsökningar avsevärt.
NVIDIA och Caltech accelererade en toppmodern kvantkretssimulator med cuQuantum som körs på NVIDIA A100 Tensor Core GPU:er. Det genererade ett prov från en fullkretssimulering av Google Sycamore-kretsen på 9.3 minuter på Selene, en uppgift som experter för 18 månader sedan trodde skulle ta dagar med miljontals CPU-kärnor.
Ledande kvantorganisationer använder redan NVIDIA GPU:er och NVIDIA cuQuantum Software Development Kit (SDK) för att påskynda utvecklingen av individuella kvantkretssimuleringar på GPU:er. QODA utökar NVIDIAs kvantforskning
ansträngningar genom att utnyttja cuQuantums simuleringsmiljöer.
NVIDIA tillkännagav också QODA-samarbeten med kvanthårdvaruleverantörerna IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance och Xanadu; mjukvaruleverantörerna QC Ware och Zapata Computing; och superdatorcentra Forschungszentrum Jülich, Lawrence Berkeley National Laboratory och Oak Ridge National Laboratory.
Gå in i QPU- och hybridsystemen
NVIDIAs Tim Costa har lagt upp en blogg fokuserad på kvant-, QODA- och hybridklassiska kvantsystem, upplyst av en diskussion med Kristel Michielsen från Jülich Unified Infrastructure for Quantum Computing (JUNIQ).
Michielsen, som leder kvantprogrammet vid Jülich Supercomputing Center nära Köln, förklarade:
"Vi kan inte fortsätta med dagens klassiska datorer ensamma eftersom de förbrukar så mycket energi och de kan inte lösa vissa problem. Men tillsammans med kvantdatorer som inte förbrukar lika mycket energi tror jag att det kan finnas potential att lösa några av våra mest komplexa problem.”
Tim förklarar att kvantprocessorer, aka QPUs, utnyttjar kvantmekanikens egenskaper och är idealiska för att simulera processer på atomnivå, vilket möjliggör grundläggande framsteg inom kemi och materialvetenskap, som påverkar allt från effektivare batterier till effektivare läkemedel.
Även om flera prototyper av kvantdatorer är tillgängliga, är de fortfarande i barndomsstadiet och stöder inte kraften eller pålitligheten för att hantera kommersiellt relevanta jobb. Forskare kopplar samman klassiska HPC-system med kvantdatorer för att lösa detta problem. Michielsen säger att det "kommer att ge oss det bästa av två världar." Jülich och andra forskare bygger dessa system idag.
Kolla in Tims fullständiga blogginlägg om Jülich Quantum.
Med kvantdatorindustrin domineras för närvarande av ett fåtal nyckelspelare, kan NVIDIA QODA skapa en ny klass av utvecklare som kan utnyttja öppna och interoperabla standarder över olika hårdvaru- och mjukvaruplattformar.
Läs mer om NVIDIA QODA.
Amazon