NVIDIA sedang mereplikasi pengalaman kejayaannya dalam AI kepada pengkomputeran kuantum

Artikel ini diterbitkan semula daripada Lei Feng.com Jika anda perlu mencetak semula, sila pergi ke tapak web rasmi Lei Feng.com untuk memohon kebenaran.

Bagi sesetengah orang, pengkomputeran kuantum (komputer kuantum) mungkin terdengar seperti fiksyen sains, senario yang tinggal beberapa dekad lagi.

Malah, ramai orang di seluruh dunia telah melabur dalam penyelidikan pengkomputeran termaju ini Lebih daripada 2,100 kertas penyelidikan pengkomputeran kuantum telah diterbitkan, terdapat lebih daripada 250 syarikat permulaan pengkomputeran kuantum. , dan 22 Dasar negara berkaitan pengkomputeran kuantum.

Pengkomputeran kuantum ialah model pengkomputeran baharu yang mengikut undang-undang mekanik kuantum untuk mengawal selia unit maklumat kuantum untuk pengiraan dengan pengkomputeran klasik. Dari sudut pandangan prinsip, pengkomputeran kuantum boleh mempunyai kelajuan pengiraan lebih cepat daripada pengkomputeran klasik, dan jurang ini mungkin setinggi trilion kali ganda.

Pengkomputeran kuantum dijangka dapat mengatasi banyak cabaran yang dihadapi hari ini, menggalakkan pembangunan pelbagai tugas daripada penyelidikan dan pembangunan dadah kepada ramalan cuaca, dan boleh memainkan peranan besar dalam HPC masa hadapan. Oleh sebab itu, sebilangan besar syarikat dan penyelidik melabur sumber untuk mempelajari pengkomputeran kuantum.

Pada masa ini, terdapat banyak platform fizikal untuk melaksanakan pengkomputeran kuantum, seperti superkonduktor, perangkap ion, atom neutral, kuantum silikon, kuantum cahaya, dll., tetapi semuanya menghadapi cabaran yang berbeza. .

Untuk mempercepatkan pembangunan pengkomputeran kuantum, Pengkomputeran kuantum hibrid dijangka dapat merealisasikan aplikasi praktikal pertama pengkomputeran kuantum.

Apa yang dipanggil pengkomputeran kuantum hibrid bermaksud komputer kuantum dan komputer klasik bekerjasama untuk memberikan permainan sepenuhnya kepada kelebihan pengkomputeran klasik (seperti CPU dan GPU) dalam operasi tradisional, seperti pengoptimuman litar , pembetulan dan pembetulan ralat, dan Kelebihan pemproses kuantum peringkat sistem (QPU) sebagai pemecut baharu.

Berbanding dengan CPU, GPU ialah pilihan yang baik untuk pengkomputeran kuantum hibrid, kerana GPU boleh memendekkan masa pelaksanaan kerja tradisional dan mengurangkan kelewatan komunikasi antara komputer klasik dan komputer kuantum. yang merupakan kesesakan utama yang dihadapi oleh operasi kuantum hibrid hari ini.

Sementara itu, satu lagi cabaran besar ialah alatan perisian. Sebagai perkakasan yang baru muncul, pemproses kuantum perlu diprogramkan untuk merealisasikan nilai mereka Penyelidik hanya boleh menggunakan kuantum bersamaan dengan kod pemasangan peringkat rendah, yang bermaksud hanya pakar pengkomputeran kuantum boleh memprogramkan pemecut kuantum, Ini juga. menyukarkan untuk menggalakkan perkembangan pesat pengkomputeran kuantum.

Oleh itu, Bidang pengkomputeran kuantum memerlukan model pengaturcaraan bersatu dan rantai alat pengkompil.

Pengkompil membolehkan saintis memindahkan sebahagian daripada aplikasi HPC mereka dengan mudah ke QPU simulasi dan kemudian ke QPU sebenar, dengan cekap mencari cara untuk mempercepatkan kerja pengkomputeran kuantum.

Dengan alatan simulasi dipercepatkan GPU, model pengaturcaraan dan rantai alat pengkompil semuanya digabungkan, penyelidik HPC boleh mula membina pusat data kuantum hibrid masa hadapan.

Nvidia, yang mempunyai GPU berprestasi tinggi yang terkemuka dalam industri dan pengalaman luas dalam HPC dan AI, boleh membantunya dengan cepat mewujudkan produk dan kelebihan unik dalam bidang pengkomputeran kuantum.

NVIDIA sememangnya telah mula menyalin pengalaman kejayaannya dalam bidang AI kepada bidang pengkomputeran kuantum. Bermula dari perisian yang paling hampir dengan pembangun, menurunkan ambang untuk pembangun menggunakannya, membantu pembangun dalam bidang pengkomputeran kuantum menyelesaikan masalah dan mencipta nilai Sebaik sahaja penyelidik dan pengguna pengkomputeran kuantum memilih alat NVIDIA, mereka secara semula jadi juga Ia boleh. membantu Nvidia merebut peluang dalam bidang pengkomputeran kuantum.

Di GTC 2021, NVIDIA mengumumkan pelancaran cuQuantum SDK, yang bertujuan untuk mempercepatkan simulasi litar kuantum yang dijalankan pada GPU. Hari ini, berpuluh-puluh organisasi kuantum sudah menggunakan kit pembangunan perisian cuQuantum untuk mempercepatkan simulasi litar kuantum mereka pada GPU.

Baru-baru ini, AWS menyediakan cuQuantum dalam perkhidmatan Braket dan menunjukkan bahawa cuQuantum mencapai 900 kali pecutan pada beban kerja pembelajaran mesin kuantum sambil mengurangkan kos sebanyak 3.5 kali.

Satu lagi nilai penting cuQuantum dalam mempromosikan pembangunan pengkomputeran kuantum ialah keupayaannya untuk mencapai pengkomputeran dipercepatkan pada rangka kerja perisian kuantum utama, termasuk qsim Google dan Qiskit Aer IBM, PennyLane Xanadu dan platform Reka Bentuk Algoritma Kuantum Classiq.

Bagi saintis dan pembangun, pengguna rangka kerja ini boleh mengakses pecutan GPU tanpa sebarang pengekodan lanjut. Bagi Nvidia, ini bermakna nilai pentingnya dalam rangka kerja perisian pengkomputeran kuantum, serta memainkan sepenuhnya peranan GPUnya dalam pengkomputeran kuantum hibrid.

Pada 12 Julai 2022, NVIDIA terus bergerak ke hadapan dalam bidang pengkomputeran kuantum dan mengeluarkan QODA, platform pengkomputeran bersatu.

Matlamat Seni Bina Peranti Dioptimumkan Kuantum (QODA) adalah untuk menjadikan pengkomputeran kuantum lebih mudah diakses dengan mencipta model pengaturcaraan klasik kuantum hibrid yang koheren. QODA juga membolehkan pakar dalam bidang HPC dan AI mengalihkan aplikasi mereka dengan mudah ke awan awam, sistem NVIDIA DGX atau pusat pengkomputeran super yang dilengkapi dengan sejumlah besar GPU NVIDIA.

Untuk organisasi kuantum yang sudah menggunakan kit pembangunan perisian cuQuantum, NVIDIA QODA membolehkan pembangun membina aplikasi kuantum lengkap yang boleh disimulasikan pada superkomputer dipercepatkan GPU dengan NVIDIA cuQuantum .

Seperti AI dan pengkomputeran berprestasi tinggi, ekologi adalah kunci kejayaan, jadi rakan kongsi perisian dan perkakasan adalah penting untuk kejayaan Nvidia dalam bidang pengkomputeran kuantum.

Q2B 22 Di Persidangan Pengkomputeran Kuantum Tokyo, Nvidia mengumumkan perkongsian dengan vendor perkakasan kuantum IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantum, Quantum Brilliance dan Xanadu, vendor perisian QC Ware dan Zapata Computing, dan pusat superkomputer. Pusat Penyelidikan Jurich Jerman, Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley dan Makmal Kebangsaan Oak Ridge bekerjasama dalam QODA.

Ketua Pegawai Eksekutif NVIDIA Jensen Huang sentiasa menekankan bahawa apa yang NVIDIA perlu lakukan ialah mencipta produk dan pasaran baharu, dan bukannya merebut pasaran sedia ada. Pengkomputeran kuantum ialah pasaran yang serba baharu Pilihan laluan teknikal dan titik masuk Nvidia dalam bidang pengkomputeran kuantum akan membantunya merebut peluang pengkomputeran kuantum.

Tetapi kita juga mesti ambil perhatian bahawa pengkomputeran kuantum masih jauh lagi, dan sukar untuk menentukan siapa yang boleh mempunyai hegemoni kuantum.

Atas ialah kandungan terperinci NVIDIA sedang mereplikasi pengalaman kejayaannya dalam AI kepada pengkomputeran kuantum. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!