量子計(jì)算領(lǐng)域的最新進(jìn)展包括分子研究、部署巨型超級(jí)計(jì)算機(jī)，以及通過一項(xiàng)新的學(xué)術(shù)計(jì)劃培養(yǎng)量子從業(yè)人員。

加拿大和美國(guó)的研究人員使用大語言模型來簡(jiǎn)化量子模擬，從而幫助科學(xué)家探索分子。

帶領(lǐng)該研究團(tuán)隊(duì)的多倫多大學(xué)化學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授 Alan Aspuru-Guzik 表示：“這種全新的量子算法為實(shí)現(xiàn)量子算法與機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)合開辟了一條全新的途徑?！?/p>

這項(xiàng)研究使用的 CUDA-Q 是一種適用于 GPU、CPU 和 QPU 量子系統(tǒng)的混合編程模型。該團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目在 NVIDIA 的 H100 GPU 超級(jí)計(jì)算機(jī) Eos上運(yùn)行。

該研究創(chuàng)建的軟件將提供給醫(yī)療健康和化學(xué)領(lǐng)域的研究人員。Aspuru-Guzik 在 GTC 大會(huì)上的一場(chǎng)演講中詳細(xì)介紹了這項(xiàng)研究。

用于欺詐檢測(cè)的量子方法

全球最大的銀行之一匯豐銀行的研究人員設(shè)計(jì)了一種量子機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用，可以檢測(cè)數(shù)字支付中的欺詐行為。

該銀行的量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法在 NVIDIA GPU 上模擬了多達(dá) 165 個(gè)量子比特。而研究論文通常不會(huì)針對(duì)超過 40 個(gè)這樣的基礎(chǔ)單位的量子體系進(jìn)行模擬。

匯豐銀行在 NVIDIA GPU 上利用 CUDA-Q 和 cuTensorNet 軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，克服了大規(guī)模量子電路模擬所面臨的挑戰(zhàn)。匯豐銀行的量子計(jì)算研究科學(xué)家 Mekena Metcalf 在 GTC 的一場(chǎng)會(huì)議上介紹了她開展的工作。

培養(yǎng)量子時(shí)代人才

在教育領(lǐng)域，NVIDIA 正在與近二十所大學(xué)合作，為量子時(shí)代培養(yǎng)新一代計(jì)算機(jī)科學(xué)家。合作將圍繞 CUDA-Q 設(shè)計(jì)課程和教材。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研究副校長(zhǎng) Theresa Mayer 表示：“彌合傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)與量子系統(tǒng)之間的鴻溝對(duì)于計(jì)算領(lǐng)域的未來發(fā)展至關(guān)重要。NVIDIA 正在與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)等多所高等教育機(jī)構(gòu)合作，引導(dǎo)學(xué)生和研究人員了解這一新興的交叉學(xué)科領(lǐng)域，并幫助他們?cè)谄渲忻摲f而出。”

為幫助開發(fā)者使用最新工具進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)，NVIDIA 聯(lián)合贊助了于 2 月舉辦的量子黑客松 QHack 。獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的開發(fā)者為 Qkrishi（印度古爾岡的一家量子公司）的 Gopesh Dahale，他使用 CUDA-Q 開發(fā)了一種算法，該算法能夠?qū)σ环N重要材料進(jìn)行模擬，以用于設(shè)計(jì)更加優(yōu)秀的電池。

三套全新系統(tǒng)

正在部署的新系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展了量子-經(jīng)典混合計(jì)算的生態(tài)系統(tǒng)。

其中相對(duì)較大的是 ABCI-Q，它部署于日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所，將成為量子計(jì)算研究專用的超大規(guī)模超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。該系統(tǒng)將運(yùn)行在 NVIDIA H100 GPU 上并使用 CUDA-Q，以推進(jìn)日本在量子計(jì)算領(lǐng)域的研究。

在丹麥，諾和諾德基金會(huì)將牽頭部署一套 NVIDIA DGX SuperPOD，并將其中多數(shù)算力專門用于量子計(jì)算研究，以配合該國(guó)推動(dòng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展的國(guó)家計(jì)劃。

澳大利亞的 Pawsey 超級(jí)計(jì)算研究中心也部署了這類新系統(tǒng)。該中心于 2 月宣布將在其國(guó)家超級(jí)計(jì)算和量子計(jì)算創(chuàng)新中心使用 NVIDIA Grace Hopper 超級(jí)芯片運(yùn)行 CUDA-Q。

合作伙伴推動(dòng)CUDA-Q向前發(fā)展

此外，以色列初創(chuàng)公司 Classiq 在 GTC 大會(huì)上發(fā)布了與 CUDA-Q 的全新集成。Classiq 的量子電路綜合可讓高級(jí)功能模型自動(dòng)生成優(yōu)化的量子程序，以便研究人員充分利用當(dāng)今的量子硬件，使用未來算法擴(kuò)展其研究規(guī)模。

軟件和服務(wù)提供商 QC Ware 正在將其 Promethium 量子化學(xué)套件集成到剛剛發(fā)布的 NVIDIA 量子云。

總部位于倫敦的量子系統(tǒng)開發(fā)商 ORCA Computing 發(fā)布了在其使用 CUDA-Q 的光子處理器上運(yùn)行量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法的相關(guān)成果。此外，ORCA 還被選為英國(guó)國(guó)家量子計(jì)算中心量子計(jì)算試驗(yàn)臺(tái)的承建和供應(yīng)方，該試驗(yàn)臺(tái)將包含一個(gè)使用 CUDA-Q 的 NVIDIA GPU 集群。

NVIDIA 與量子技術(shù)領(lǐng)先企業(yè) Infleqtion 合作，共同利用由 NVIDIA 提供支持的 Superstaq 軟件，為歐洲最大的網(wǎng)絡(luò)防御演習(xí)提供先進(jìn)的量子解決方案。

qBraid 是一個(gè)基于云的量子計(jì)算平臺(tái)，該平臺(tái)正在將 CUDA-Q 集成到其開發(fā)者環(huán)境中。位于加州的 BlueQubit 公司在一篇博客中描述了如何通過在其研究和 GPU 服務(wù)中使用 NVIDIA 量子技術(shù)，在 GPU 上提供速度更快、規(guī)模更大的量子模擬。

審核編輯：劉清