德國(guó)、日本和波蘭的超級(jí)計(jì)算機(jī)利用 Grace-Hopper 和量子-經(jīng)典加速超算平臺(tái)推進(jìn)量子計(jì)算研究

NVIDIA 于今日宣布將通過(guò)開(kāi)源的 NVIDIA CUDA-Q? 量子計(jì)算平臺(tái)，助力全球各地的國(guó)家級(jí)超算中心加快量子計(jì)算的研究發(fā)展。

在NVIDIA CUDA-Q? 量子計(jì)算平臺(tái)的推動(dòng)下，量子計(jì)算研究正迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。德國(guó)、日本和波蘭的超算中心將使用該平臺(tái)來(lái)賦能他們由 NVIDIA 加速的高性能計(jì)算系統(tǒng)中的量子處理器（QPU）。

QPU 是量子計(jì)算機(jī)的大腦，通過(guò)利用電子或光子等粒子行為進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方式與傳統(tǒng)處理器不同，有可能使某些類型的計(jì)算速度更快。

德國(guó)于利希研究中心的于利希超算中心（JSC）正在安裝一顆由 IQM Quantum Computers 公司制造的 QPU，以支持其配備 NVIDIA Grace Hopper? 超級(jí)芯片的 JUPITER 超級(jí)計(jì)算機(jī)。

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的 ABCI-Q 超級(jí)計(jì)算機(jī)采用了 NVIDIA Hopper 架構(gòu)，也將增加一顆來(lái)自 QuEra 的 QPU。

波蘭的波茲南超級(jí)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)中心（PSNC）近期安裝了兩顆由 ORCA Computing 公司制造的光子 QPU，并且連接到了一個(gè)由 NVIDIA Hopper 加速的全新超級(jí)計(jì)算分區(qū)。

NVIDIA HPC 和量子計(jì)算總監(jiān) Tim Costa 表示：“量子與 GPU 超級(jí)計(jì)算的緊密集成將實(shí)現(xiàn)可用的量子計(jì)算。NVIDIA 的量子計(jì)算平臺(tái)正在為諸如 AIST、JSC 和 PSNC 這樣的先行者提供支持，助力其拓展科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邊界，并推進(jìn)量子集成的超級(jí)計(jì)算的前沿發(fā)展。”

ABCI-Q 超級(jí)計(jì)算機(jī)集成的這顆 QPU 將使 AIST 的研究人員能夠利用激光控制的銣原子作為量子比特進(jìn)行計(jì)算，用以研究 AI、能源和生物學(xué)領(lǐng)域的量子應(yīng)用。這些原子與精密原子鐘中使用的原子類型相同。每個(gè)原子都是完全相同的，這為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高保真量子處理器提供了一種非常有前景的方法。

AIST 的量子與人工智能融合技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展全球研究中心副主任 Masahiro Horibe 表示：“借助 ABCI-Q 量子-經(jīng)典加速超級(jí)計(jì)算機(jī)，日本的研究人員將在實(shí)用量子計(jì)算應(yīng)用方面取得進(jìn)展。NVIDIA 正在幫助這一領(lǐng)域的先行者們推動(dòng)量子計(jì)算研究的邊界。”

PSNC 的 QPU 將使研究人員能夠使用兩個(gè) PT-1 量子光子系統(tǒng)來(lái)探索生物學(xué)、化學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)。這兩個(gè)系統(tǒng)使用電信頻率下的單個(gè)光子或光包用作量子比特。由此即可使用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成電信組件實(shí)現(xiàn)分布式、可擴(kuò)展和模塊化的量子架構(gòu)。

PSNC CTO 兼副主任 Krzysztof Kurowski 表示：“通過(guò)與 ORCA 和 NVIDIA 合作，使得我們能夠創(chuàng)造一個(gè)獨(dú)特的環(huán)境，構(gòu)建一個(gè)全新的量子-經(jīng)典混合系統(tǒng)。在以用戶為中心服務(wù)的高效管理的多 QPU 和 GPU 系統(tǒng)上，開(kāi)放、簡(jiǎn)便的集成和編程對(duì)于開(kāi)發(fā)者和用戶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。這種密切的合作當(dāng)下即為新一代量子加速超級(jí)計(jì)算機(jī)鋪平了發(fā)展之路, 使其適用于很多創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域。”

JUPITER 超級(jí)計(jì)算機(jī)集成的 QPU 讓 JSC 的研究人員能夠開(kāi)發(fā)針對(duì)化學(xué)模擬和優(yōu)化問(wèn)題的量子應(yīng)用，并展示量子計(jì)算機(jī)如何加速經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)。該 QPU 是使用超導(dǎo)量子比特或電子諧振電路制造的，在低溫下的行為像人造原子。

JSC 量子信息處理小組主管 Kristel Michielsen 表示：“混合量子-經(jīng)典加速超級(jí)計(jì)算讓量子計(jì)算更接近成為現(xiàn)實(shí)。通過(guò)與 NVIDIA 的持續(xù)合作，JSC 的研究人員將推進(jìn)量子計(jì)算在化學(xué)和材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。”

通過(guò)將量子計(jì)算機(jī)與超級(jí)計(jì)算機(jī)緊密集成，CUDA-Q 還能夠使 AI 與量子計(jì)算相結(jié)合，以解決有噪聲的量子比特等問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)高效的算法。