眾多企業(yè)機構(gòu)正通過 NVIDIA 軟件和 GPU 上的混合量子計算獲得洞察，全球最大的化工企業(yè)巴斯夫就是其中之一。

巴斯夫的兩位研究人員 Michael Kuehn 和 Davide Vodola 不斷尋求突破，全力推動著公司在量子計算方面開拓創(chuàng)新。他們展示了量子算法如何識別傳統(tǒng)模擬無法發(fā)現(xiàn)的 NTA 關(guān)鍵屬性。NTA 是一種化合物，可用于去除城市污水中的鐵等有毒金屬。

巴斯夫的量子計算團隊正在 GPU 上模擬 24 量子位（量子計算機的處理引擎）的算力如何應對這一挑戰(zhàn)。

這對于許多企業(yè)的研發(fā)中心已經(jīng)是一個重要成就，而他們卻再接再厲，最近又在 NVIDIA 的 Eos超級計算機上首次運行了一次 60 量子位模擬。

Kuehn 表示：“這是我們迄今為止使用量子算法運行過的最大規(guī)模的分子模擬。”

靈活且用戶友好型的軟件

巴斯夫正在 NVIDIA CUDA Quantum 上運行該模擬。該平臺用于編程 CPU 、 GPU 和 QPU（量子計算機）。

Vodola 表示這個平臺“非常靈活，對用戶很友好，讓我們能夠使用相對簡單的構(gòu)件來建立起復雜的量子電路模擬。如果沒有 CUDA Quantum，我們就不可能運行這一模擬。”

這項工作需要進行許多繁重的計算，因此巴斯夫啟用了搭載 NVIDIA Tensor Core GPU 的 NVIDIA DGX Cloud 服務。

Kuehn 表示：“我們需要大量算力，NVIDIA 平臺在此類模擬方面比基于 CPU 的硬件快得多。”

Kuehn 幫助啟動的巴斯夫量子計算計劃始于 2017 年。除了化學方面的工作外，其團隊還在開發(fā)量子計算的機器學習用例以及物流和調(diào)度優(yōu)化。

不斷壯大的 CUDA 量子社區(qū)

其他研究團隊也在使用 CUDA Quantum 推動科學發(fā)展。

紐約州立大學石溪分校的研究人員正在模擬亞原子粒子的復雜相互作用，力求突破高能物理的界限。他們的研究有望為基礎(chǔ)物理學帶來新的發(fā)現(xiàn)。

紐約州立大學教授、布魯克海文國家實驗室科學家 Dmitri Kharzeev 表示：“如果沒有 CUDA Quantum，我們就不可能進行量子模擬。”

惠普實驗室（Hewlett Packard Labs）的一個研究團隊正在使用 Perlmutter 超級計算機來探索量子化學中的磁相變，這也是同類型模擬中規(guī)模最大的一次研究。這項工作可以揭示傳統(tǒng)技術(shù)難以模擬的物理過程中存在的重要未知細節(jié)。

惠普實驗室首席架構(gòu)師 Kirk Bresniker 表示：“隨著量子計算機走向?qū)嶋H應用，高性能的經(jīng)典模擬將成為開發(fā)新型量子算法原型的關(guān)鍵。通過模擬量子數(shù)據(jù)并從中學習，有望挖掘出量子計算的潛力。”

一座量子醫(yī)療中心

隨著 CUDA Quantum 在全球范圍內(nèi)得到更廣的支持，這些工作也接踵而至。

Classiq 是一家初創(chuàng)企業(yè)，目前已有 400 多所大學在使用其新方法編寫量子程序。該公司于今日宣布建立一所新的研究中心。

該中心與 NVIDIA 合作建立，致力于培訓生命科學領(lǐng)域的專家編寫量子應用，以將其用于輔助醫(yī)生診斷疾病或加速新藥研發(fā)。

Classiq 開發(fā)的量子設(shè)計軟件可以自動執(zhí)行低級別任務，因此開發(fā)人員無需了解有關(guān)量子計算機如何工作的所有復雜細節(jié)。該軟件現(xiàn)已與 CUDA Quantum 集成。

總部位于德國和瑞士的量子服務公司 Terra Quantum 正在為生命科學、能源、化學和金融領(lǐng)域開發(fā)混合量子應用，這些應用將在 CUDA Quantum 上運行。此外，芬蘭的 IQM 也在使其超導 QPU 能夠支持 CUDA Quantum 的使用。

量子 “熱愛”Grace Hopper

多家公司將使用 NVIDIA Grace Hopper 超級芯片來推進自身混合量子工作的開展，包括總部位于英國雷丁的 Oxford Quantum Circuits。該公司正在一個由 CUDA Quantum 編程的混合 QPU/GPU 系統(tǒng)中使用 Grace Hopper。

芝加哥的 qBraid 和阿姆斯特丹的 Fermioniq 也在分別使用 Grace Hopper 構(gòu)建量子云服務和開發(fā)張量網(wǎng)絡(luò)算法。

Grace Hopper 的大量共享內(nèi)存與內(nèi)存帶寬使這些超級芯片非常適合內(nèi)存需求量大的量子模擬。

即刻采用 NVIDIA 加速軟件目錄 NGC (https://catalog.ngc.nvidia.com/orgs/nvidia/containers/cuda-quantum) 或 Github (https://github.com/NVIDIA/cuda-quantum) 中的最新版本 CUDA Quantum，開啟混合量子系統(tǒng)編程之旅。

GTC 2024 將于 2024 年 3 月 18 至 21 日在美國加州圣何塞會議中心舉行，線上大會也將同期開放。點擊“閱讀原文”或掃描下方海報二維碼，立即注冊 GTC 大會。