NVIDIA cuQuantum 發(fā)布，憑借不斷擴(kuò)大的生態(tài)系統(tǒng)和協(xié)作，構(gòu)建未來超強(qiáng)系統(tǒng)所需的編程模型。

NVIDIA 正與量子計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)軍者合作，共同構(gòu)建開發(fā)者對未來超高性能的系統(tǒng)進(jìn)行編程所需的工具。

當(dāng)前的高性能計(jì)算機(jī)可大規(guī)模模擬量子計(jì)算作業(yè)且具有強(qiáng)大性能，如今規(guī)模較小又易出錯(cuò)的量子系統(tǒng)無法與之匹敵。如此一來，經(jīng)典的 HPC 系統(tǒng)便可助力量子研究人員開辟正確的前進(jìn)道路。

隨著量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，研究人員對于混合計(jì)算模型懷有共同的愿景，在該模型中量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)可協(xié)同工作，分別克服各自擅長應(yīng)對的重重挑戰(zhàn)。為擴(kuò)大適用范圍，此類系統(tǒng)將需要高效易用的統(tǒng)一編程環(huán)境。

NVIDIA 正在為當(dāng)今計(jì)算構(gòu)筑未來的發(fā)展之路。首先，NVIDIA 將就NVIDIA cuQuantum 等商用工具，與 IBM、橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、Pasqal 以及眾多其他企業(yè)或組織展開合作。

通用軟件層

首先，NVIDIA 正在開發(fā)全新量子編譯器。該編譯器名為 nvq++，以量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)交互所用的一種低級機(jī)器語言規(guī)范，即量子中間表示 (QIR) 為目標(biāo)。

橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室、Quantinuum、Quantum Circuits Inc. 以及其他企業(yè)和組織的研究人員均已加入由 Linux 基金會(huì)成立的 QIR 聯(lián)盟。QIR 聯(lián)盟實(shí)現(xiàn)了一種中立編程方法，讓量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)都能發(fā)揮出色性能。

NVIDIA 還與 IBM 合作，借助 QIR 共同開發(fā)開源量子仿真后端。

橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員將成為這款新軟件的首批使用者。

最終， NVIDIA 相信，HPC 社區(qū)會(huì)將這種統(tǒng)一編程模型應(yīng)用于混合系統(tǒng)中。

IBM Quantum 合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)副總裁 Aparna Prabhakar 表示：“加速量子工作流程是未來高性能計(jì)算發(fā)展道路中的關(guān)鍵一環(huán)。然而，實(shí)現(xiàn)高效模擬通用動(dòng)態(tài)量子電路的過程中可能遭遇困難。我們希望借助基于 QIR 的工具鏈和 NVIDIA cuQuantum 一類的平臺應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。”

即用型量子工具

您不必苦等混合量子系統(tǒng)的出現(xiàn)。任何開發(fā)者均可利用加速計(jì)算技術(shù)和我們的工具，立即開展高水平量子研究。

NVIDIA cuQuantum 現(xiàn)已全面推出。借助張量網(wǎng)絡(luò)庫和狀態(tài)向量，NVIDIA cuQuantum 可運(yùn)行復(fù)雜的量子電路仿真。

NVIDIA 現(xiàn)已推出 cuQuantum DGX Appliance的測試版，這是針對 NVIDIA DGX A100 系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的容器，其中包含運(yùn)行 cuQuantum 作業(yè)所需的一切組件。

研究人員現(xiàn)已利用這類產(chǎn)品應(yīng)對實(shí)際挑戰(zhàn)。

例如，QC Ware 正在勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的 Perlmutter 超級計(jì)算機(jī)上使用 cuQuantum 運(yùn)行量子化學(xué)和量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法。這項(xiàng)工作旨在推動(dòng)藥物研發(fā)和氣候科學(xué)的發(fā)展。

不斷擴(kuò)大的量子生態(tài)系統(tǒng)

NVIDIA 的量子產(chǎn)品由不斷擴(kuò)大的企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供支持。

例如，Xanadu 已將 cuQuantum 集成至為量子機(jī)器學(xué)習(xí)和量子化學(xué)構(gòu)建的開源框架 PennyLane 中。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室正在用于張量網(wǎng)絡(luò)量子電路仿真的框架 TNQVM 中采用 cuQuantum。

此外，其他公司目前也在其商用量子仿真器和框架中支持 cuQuantum，例如 Classiq 的 Classiq 量子設(shè)計(jì)平臺和 Zapata Computing 的 Orquestra。

他們加入了包括 Google Quantum AI、IBM、IonQ 和 Pasqal 在內(nèi)的現(xiàn)有合作伙伴行列，這些企業(yè)或組織已宣布將于今年 11 月支持 NVIDIA 的軟件。

原文標(biāo)題：GTC22 | NVIDIA 為混合量子計(jì)算打開大門

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審核編輯：湯梓紅