Η NVIDIA ανακοίνωσε σήμερα ότι θα επιταχύνει τις προσπάθειες κβαντικών υπολογισμών σε εθνικά κέντρα υπερυπολογιστών σε όλο τον κόσμο με την πλατφόρμα ανοικτού κώδικα NVIDIA CUDA-Q. Τα κέντρα υπερυπολογιστών στη Γερμανία, την Ιαπωνία και την Πολωνία θα χρησιμοποιήσουν την πλατφόρμα για την τροφοδοσία των μονάδων κβαντικής επεξεργασίας (QPU) μέσα στα επιταχυνόμενα από την NVIDIA συστήματα υπολογιστών υψηλών επιδόσεων.

Οι QPU είναι οι εγκέφαλοι των κβαντικών υπολογιστών που χρησιμοποιούν τη συμπεριφορά σωματιδίων όπως τα ηλεκτρόνια ή τα φωτόνια για να υπολογίζουν διαφορετικά από τους παραδοσιακούς επεξεργαστές, με τη δυνατότητα να κάνουν ορισμένους τύπους υπολογισμών ταχύτερους. Το Κέντρο Υπερυπολογιστών Jülich (JSC) του Forschungszentrum Jülich της Γερμανίας εγκαθιστά μια QPU που κατασκευάστηκε από την IQM Quantum Computers ως συμπλήρωμα του υπερυπολογιστή JUPITER, υπερτροφοδοτούμενο από το NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip. Ο υπερυπολογιστής ABCI-Q, που βρίσκεται στο Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένης Βιομηχανικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (AIST) στην Ιαπωνία, έχει σχεδιαστεί για να προωθήσει την πρωτοβουλία της χώρας για κβαντικούς υπολογιστές. Το σύστημα τροφοδοτείται από την αρχιτεκτονική NVIDIA Hopper και θα προσθέσει μια QPU από την QuEra. Το Κέντρο Υπερυπολογισμού και Δικτύωσης του Πόζναν της Πολωνίας (PSNC) εγκατέστησε πρόσφατα δύο φωτονικές QPUs, κατασκευασμένες από την ORCA Computing, οι οποίες συνδέονται με ένα νέο τμήμα υπερυπολογιστή που επιταχύνεται από την αρχιτεκτονική NVIDIA Hopper.

"Η χρήσιμη κβαντική υπολογιστική θα καταστεί δυνατή με τη στενή ενσωμάτωση της κβαντικής με την υπερυπολογιστική GPU", δήλωσε ο Tim Costa, διευθυντής κβαντικής και HPC στην NVIDIA. "Η πλατφόρμα κβαντικών υπολογιστών της NVIDIA εξοπλίζει πρωτοπόρους όπως το AIST, το JSC και το PSNC για να διευρύνουν τα όρια της επιστημονικής ανακάλυψης και να προωθήσουν την κατάσταση της τεχνολογίας στον κβαντικά ενσωματωμένο υπερυπολογισμό".

Η QPU ενσωματωμένη με το ABCI-Q θα επιτρέψει στους ερευνητές του AIST να διερευνήσουν κβαντικές εφαρμογές στην τεχνητή νοημοσύνη, την ενέργεια και τη βιολογία, χρησιμοποιώντας άτομα ρουβιδίου που ελέγχονται από φως λέιζερ ως qubits για την εκτέλεση υπολογισμών. Πρόκειται για τον ίδιο τύπο ατόμων που χρησιμοποιούνται στα ατομικά ρολόγια ακριβείας. Κάθε άτομο είναι πανομοιότυπο, παρέχοντας μια πολλά υποσχόμενη μέθοδο για την επίτευξη ενός κβαντικού επεξεργαστή μεγάλης κλίμακας, υψηλής πιστότητας.

"Οι Ιάπωνες ερευνητές θα σημειώσουν πρόοδο προς τις πρακτικές εφαρμογές κβαντικών υπολογιστών με τον κβαντικό-κλασικό επιταχυνόμενο υπερυπολογιστή ABCI-Q", δήλωσε ο Masahiro Horibe, αναπληρωτής διευθυντής του G-QuAT/AIST. "Η NVIDIA βοηθά αυτούς τους πρωτοπόρους να διευρύνουν τα όρια της έρευνας στον κβαντικό υπολογισμό".

Οι QPUs του PSNC θα επιτρέψουν στους ερευνητές να εξερευνήσουν τη βιολογία, τη χημεία και τη μηχανική μάθηση με δύο κβαντικά φωτονικά συστήματα PT-1. Τα συστήματα χρησιμοποιούν μεμονωμένα φωτόνια, ή πακέτα φωτός, σε τηλεπικοινωνιακές συχνότητες ως qubits. Αυτό επιτρέπει μια κατανεμημένη, κλιμακούμενη και αρθρωτή κβαντική αρχιτεκτονική που χρησιμοποιεί τυποποιημένα, έτοιμα τηλεπικοινωνιακά εξαρτήματα.

"Η συνεργασία μας με την ORCA και την NVIDIA μας επέτρεψε να δημιουργήσουμε ένα μοναδικό περιβάλλον και να κατασκευάσουμε ένα νέο κβαντικό-κλασικό υβριδικό σύστημα στο PSNC", δήλωσε ο Krzysztof Kurowski, CTO και αναπληρωτής διευθυντής του PSNC. "Η ανοικτή, εύκολη ενσωμάτωση και ο προγραμματισμός πολλαπλών QPUs και GPUs που διαχειρίζονται αποτελεσματικά από υπηρεσίες με επίκεντρο τον χρήστη είναι ζωτικής σημασίας για τους προγραμματιστές και τους χρήστες. Αυτή η στενή συνεργασία ανοίγει το δρόμο για μια νέα γενιά υπερυπολογιστών με κβαντική επιτάχυνση για πολλούς καινοτόμους τομείς εφαρμογών, όχι αύριο, αλλά σήμερα".

Η QPU ενσωματωμένη στο JUPITER θα επιτρέψει στους ερευνητές της JSC να αναπτύξουν κβαντικές εφαρμογές για χημικές προσομοιώσεις και προβλήματα βελτιστοποίησης, καθώς και να επιδείξουν πώς οι κλασικοί υπερυπολογιστές μπορούν να επιταχυνθούν από κβαντικούς υπολογιστές. Είναι κατασκευασμένο με υπεραγώγιμα qubits, ή ηλεκτρονικά κυκλώματα συντονισμού, τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν ώστε να συμπεριφέρονται ως τεχνητά άτομα σε χαμηλές θερμοκρασίες.

"Οι κβαντικοί υπολογιστές έρχονται πιο κοντά με υβριδικούς κβαντικούς-κλασικούς επιταχυνόμενους υπερυπολογιστές", δήλωσε ο Kristel Michielsen, επικεφαλής της ομάδας κβαντικής επεξεργασίας πληροφοριών στην JSC. "Μέσω της συνεχιζόμενης συνεργασίας μας με την NVIDIA, οι ερευνητές της JSC θα προωθήσουν τους τομείς της κβαντικής πληροφορικής καθώς και της χημείας και της επιστήμης των υλικών".

Με τη στενή ενσωμάτωση των κβαντικών υπολογιστών με τους υπερυπολογιστές, το CUDA-Q επιτρέπει επίσης την κβαντική υπολογιστική με τεχνητή νοημοσύνη για την επίλυση προβλημάτων όπως τα θορυβώδη qubits και την ανάπτυξη αποτελεσματικών αλγορίθμων.

Το CUDA-Q είναι μια πλατφόρμα υπερυπολογιστών ανοικτού κώδικα και QPU-agnostic κβαντικής-κλασικής επιτάχυνσης. Χρησιμοποιείται από την πλειονότητα των εταιρειών που αναπτύσσουν QPUs και παρέχει τις καλύτερες επιδόσεις στην κατηγορία της.

πηγή via DeepL