NVIDIA reproduit son expérience réussie en matière d'IA dans l'informatique quantique

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Pour certaines personnes, l'informatique quantique (ordinateur quantique) peut ressembler à de la science-fiction, un scénario dans plusieurs décennies.

En fait, de nombreuses personnes dans le monde ont déjà investi dans cette recherche informatique de pointe. Plus de 2 100 articles de recherche sur l'informatique quantique ont été publiés, il existe plus de 250 start-ups dans le domaine de l'informatique quantique et il existe 22 entreprises nationales. politique de projets liés à l’informatique quantique au niveau national.

L'informatique quantique est un nouveau modèle informatique qui suit les lois de la mécanique quantique pour réguler les unités d'information quantiques pour le calcul. Il est généralement comparé à l'informatique classique. D'un point de vue principe, l'informatique quantique peut avoir des vitesses de calcul plus rapides que l'informatique classique, et cet écart peut atteindre un billion de fois.

L'informatique quantique devrait surmonter de nombreux défis rencontrés aujourd'hui, promouvoir le développement de diverses tâches allant de la recherche et du développement de médicaments aux prévisions météorologiques, et peut jouer un rôle énorme dans le futur HPC. C’est pour cette raison qu’un grand nombre d’entreprises et de chercheurs investissent des ressources dans l’étude de l’informatique quantique.

Actuellement, il existe de nombreuses options pour les plates-formes physiques permettant de mettre en œuvre l'informatique quantique, telles que les supraconducteurs, les pièges à ions, les atomes neutres, les quanta de silicium, les quanta de lumière, etc. Cependant, ils sont tous confrontés à des défis différents.

Pour accélérer le développement de l'informatique quantique, L'informatique quantique hybride devrait réaliser les premières applications pratiques de l'informatique quantique.

L'informatique quantique dite hybride signifie que les ordinateurs quantiques et les ordinateurs classiques travaillent ensemble pour tirer pleinement parti des avantages de l'informatique classique (comme le CPU et le GPU) dans les opérations traditionnelles, telles que l'optimisation des circuits, la correction et la correction d'erreurs, et les processeurs quantiques au niveau du système (c'est-à-dire QPU) comme nouvel accélérateur.

Comparé au CPU, le GPU est un bon choix pour mettre en œuvre l'informatique quantique hybride, car le GPU peut raccourcir le temps d'exécution des tâches traditionnelles et réduire considérablement le délai de communication entre les ordinateurs classiques et les ordinateurs quantiques, ce qui est le cas pour l'informatique quantique hybride d'aujourd'hui. emplois Le principal goulot d'étranglement rencontré.

En attendant, un autre énorme défi concerne les outils logiciels. En tant que matériel émergent, les processeurs quantiques doivent être programmés pour réaliser leur valeur. Les chercheurs ne peuvent utiliser que l'équivalent quantique du code d'assemblage de bas niveau. En d'autres termes, seuls les experts en informatique quantique peuvent programmer des accélérateurs quantiques. les experts peuvent programmer des accélérateurs quantiques. Il est difficile de promouvoir le développement rapide de l’informatique quantique. Par conséquent,

Le domaine de l'informatique quantique nécessite un modèle de programmation et une chaîne d'outils de compilateur unifiés.

Le compilateur permet aux scientifiques de porter facilement une partie de leurs applications HPC d'abord vers le QPU simulé, puis vers le QPU réel, trouvant ainsi efficacement des moyens d'accélérer le travail d'informatique quantique.

Grâce aux outils de simulation accélérés par GPU, aux modèles de programmation et aux chaînes d'outils de compilateur réunis, les chercheurs HPC peuvent commencer à construire le centre de données quantique hybride du futur.

Avec des GPU hautes performances de pointe et une vaste expérience en HPC et en IA, NVIDIA peut l'aider à établir rapidement des produits et des avantages uniques dans le domaine de l'informatique quantique.

Nvidia a en effet commencé à copier son expérience réussie dans le domaine de l'IA dans le domaine de l'informatique quantique. En commençant par le logiciel le plus proche des développeurs, en abaissant le seuil d'utilisation des développeurs, en aidant les développeurs dans le domaine de l'informatique quantique à résoudre les problèmes et à créer de la valeur. Une fois que les chercheurs et les utilisateurs en informatique quantique auront choisi les outils de NVIDIA, ils pourront naturellement aider NVIDIA à s'en emparer. l'opportunité dans le domaine de l'informatique quantique.

Lors du GTC 2021, NVIDIA a annoncé le lancement du SDK cuQuantum, qui vise à accélérer les simulations de circuits quantiques exécutées sur des GPU. Aujourd'hui, des dizaines d'organisations quantiques utilisent déjà le kit de développement logiciel cuQuantum pour accélérer leurs simulations de circuits quantiques sur GPU.

Récemment, AWS a fourni cuQuantum dans le service Braket et a démontré

cuQuantum a atteint une accélération de 900x sur les charges de travail d'apprentissage automatique quantique tout en réduisant les coûts de 3,5x.

Une autre valeur importante de cuQuantum dans la promotion du développement de l’informatique quantique est sa capacité à mettre en œuvre le calcul accéléré sur les principaux frameworks logiciels quantiques,

y compris le qsim de Google, Qiskit Aer d’IBM, PennyLane de Xanadu et la plateforme de conception d’algorithmes quantiques de Classiq.

Pour les scientifiques et les développeurs, les utilisateurs de ces frameworks peuvent accéder à l'accélération GPU sans aucun codage supplémentaire. Pour Nvidia, cela signifiera sa valeur importante dans le cadre logiciel de l'informatique quantique, ainsi que la possibilité de faire jouer pleinement le rôle de ses GPU dans l'informatique quantique hybride.

Le 12 juillet 2022, NVIDIA a continué d'avancer dans le domaine de l'informatique quantique et a lancé QODA, une plateforme informatique unifiée.

L'objectif de l'architecture de dispositif optimisée quantique (QODA) est de rendre l'informatique quantique plus accessible en créant un modèle de programmation classique quantique hybride cohérent. QODA permet également aux experts dans les domaines du HPC et de l'IA de porter facilement leurs applications vers des cloud publics, des systèmes NVIDIA DGX ou des centres de calcul intensifs équipés d'un grand nombre de GPU NVIDIA.

Pour les organisations quantiques utilisant déjà le kit de développement logiciel cuQuantum, NVIDIA QODA permet aux développeurs de créer des applications quantiques complètes qui peuvent être simulées sur des supercalculateurs accélérés par GPU avec NVIDIA cuQuantum.

Comme l’IA et le calcul haute performance, l’écosystème est la clé du succès, c’est pourquoi les partenaires logiciels et matériels sont essentiels au succès de NVIDIA dans le domaine de l’informatique quantique.

Q2B 22 Lors de la Tokyo Quantum Computing Conference, Nvidia a annoncé des partenariats avec les fournisseurs de matériel quantique IQM quantum Computers, Pasqal, Quantum, Quantum Brilliance et Xanadu, les fournisseurs de logiciels QC Ware et Zapata Computing, et le centre de calcul intensif Jurich Research Center en Allemagne, Lawrence Berkeley. Le Laboratoire national et le Laboratoire national d'Oak Ridge vont coopérer sur QODA.

Le PDG de NVIDIA, Jensen Huang, a toujours souligné que ce que NVIDIA doit faire est de créer de nouveaux produits et de nouveaux marchés, plutôt que de s'emparer des marchés existants. L’informatique quantique est un tout nouveau marché. Le choix de la voie technique et du point d’entrée de NVIDIA dans le domaine de l’informatique quantique l’aidera à saisir l’opportunité de l’informatique quantique.

Mais nous devons aussi réaliser que l’informatique quantique a encore un long chemin à parcourir, et qu’il est encore difficile de déterminer qui peut avoir l’hégémonie quantique.

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