研究人員可以使用 NVIDIA cuQuantum SDK 在熱門服務(wù)器或基于 NVIDIA DGX 系統(tǒng)的新設(shè)備上加速量子計(jì)算工作
培育一項(xiàng)新興技術(shù)需要集合眾人的力量,因此 NVIDIA 正與 Google Quantum AI、IBM 和其他公司合作,將量子計(jì)算提升到一個(gè)新水平。
量子計(jì)算有望解決藥物開發(fā)、氣候研究、機(jī)器學(xué)習(xí)和金融等領(lǐng)域以前無法解決的問題。潛力巨大,同時(shí)挑戰(zhàn)也很大。
目前的量子計(jì)算機(jī)因?yàn)橛?jì)算能力仍太小及易出錯(cuò)的原因而無法解決有用的問題,并且目前無法斷定哪些量子算法將比當(dāng)今的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更具優(yōu)勢(shì)。
為了幫助推進(jìn)量子計(jì)算的研究,NVIDIA 在 GTC 2021 上宣布了 cuQuantum 軟件開發(fā)套件,以加快傳統(tǒng)系統(tǒng)中量子計(jì)算機(jī)的模擬。
模擬幫助研究人員快速設(shè)計(jì)和測(cè)試新的量子算法,在當(dāng)前量子硬件上,無法實(shí)現(xiàn)其規(guī)模和性能。模擬對(duì)于幫助驗(yàn)證下一代量子硬件以及進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試也至關(guān)重要。
NVIDIA正在幫助加快這項(xiàng)工作。從現(xiàn)在開始,cuQuantum 的首個(gè)庫(kù)推出公測(cè)版,可供下載。
這個(gè)庫(kù)被稱為cuStateVec,是態(tài)矢量模擬方法的加速器。該方法在內(nèi)存中記錄系統(tǒng)的所有狀態(tài),能夠擴(kuò)展到數(shù)十個(gè)量子位。
第二個(gè)庫(kù)cuTensorNet將于 12 月面世,是使用張量網(wǎng)絡(luò)方法的加速器。在一些前景可期的近期算法上,它能夠處理多達(dá)數(shù)千個(gè)量子位。
在領(lǐng)先的框架上可用
NVIDIA也已經(jīng)將 cuStateVec 集成到 qsim,qsim 是 Google Quantum AI 的態(tài)矢量模擬器,可以通過 Cirq(用于編程量子計(jì)算機(jī)的開源框架)使用。用戶現(xiàn)在無論在哪里使用 Cirq都可以下載,并開始使用cuQuantum來加速。
“量子計(jì)算有望解決傳統(tǒng)系統(tǒng)無法解決的計(jì)算領(lǐng)域的挑戰(zhàn),”Google Quantum AI 的Catherine Vollgraff Heidweiller 表示?!斑@個(gè)高性能模擬堆棧將加速世界各地正在開發(fā)量子計(jì)算機(jī)算法和應(yīng)用程序的研究人員的工作?!?/p>
NVIDIA此外還宣布未來的 cuQuantum 集成。12 月,cuStateVec 將與 Qiskit Aer 一起投入使用,Qiskit Aer 是 IBM 的高性能量子電路模擬器框架。
cuQuantum 背后的龐大社區(qū)
NVIDIA的 cuQuantum SDK 正在被量子計(jì)算行業(yè)的許多其他領(lǐng)先企業(yè)采用。
包括橡樹嶺、阿貢、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,加州理工學(xué)院、牛津大學(xué)和麻省理工學(xué)院的大學(xué)研究小組以及包括 IonQ 在內(nèi)的公司都在將 cuQuantum 集成到他們的工作流程中。
總部位于巴黎的量子計(jì)算初創(chuàng)公司 Pasqal 已購(gòu)入一套NVIDIA DGX POD,并在其上使用 cuQuantum 進(jìn)行大規(guī)模模擬。該初創(chuàng)公司的創(chuàng)新將應(yīng)用于加速藥物設(shè)計(jì)和智能出行等領(lǐng)域的工作。
“對(duì)量子系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)大、大規(guī)模模擬的能力對(duì)我們的工作至關(guān)重要,”Pasqal CTO Loic Henriet 說,“cuQuantum 軟件與DGX A100硬件相結(jié)合將極大加快我們的進(jìn)展?!?/p>
接入量子模擬
為了幫助開發(fā)者快速入手,NVIDIA將模擬軟件放在一個(gè)容器中,該容器已經(jīng)過優(yōu)化,可在NVIDIA DGX A100系統(tǒng) 上運(yùn)行,從而創(chuàng)建 一個(gè)DGX 量子設(shè)備。
這一設(shè)備包括 Google Quantum AI 的 Cirq 框架和 qsim 模擬器,以及 cuQuantum 和 NVIDIA 的 HPC SDK。該軟件將于明年年初在NVIDIA NGC 目錄上發(fā)布。
NVIDIA已經(jīng)在量子計(jì)算領(lǐng)域的關(guān)鍵問題,如 Shor 算法、隨機(jī)量子電路和變分量子本征求解器上,展示了使用這一設(shè)備軟件的杰出性能。
立即試用 cuQuantum 來加速量子研究。
責(zé)任編輯:haq
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原文標(biāo)題:GTC21 | NVIDIA 團(tuán)隊(duì)與 Google Quantum AI、IBM 及其他行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作,促進(jìn)量子計(jì)算研究
文章出處:【微信號(hào):NVIDIA_China,微信公眾號(hào):NVIDIA英偉達(dá)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
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