量子計算領(lǐng)域的最新進展包括分子研究、部署巨型超級計算機，以及通過一項新的學(xué)術(shù)計劃培養(yǎng)量子從業(yè)人員。

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

帶領(lǐng)該研究團隊的多倫多大學(xué)化學(xué)和計算機科學(xué)教授 Alan Aspuru-Guzik 表示：“這種全新的量子算法為實現(xiàn)量子算法與機器學(xué)習(xí)的結(jié)合開辟了一條全新的途徑。”

這項研究使用的 CUDA-Q 是一種適用于 GPU、CPU 和 QPU 量子系統(tǒng)的混合編程模型。該團隊的研究項目在 NVIDIA 的 H100 GPU 超級計算機 Eos上運行。

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 大會上的一場演講中詳細介紹了這項研究。

用于欺詐檢測的量子方法

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

該銀行的量子機器學(xué)習(xí)算法在 NVIDIA GPU 上模擬了多達 165 個量子比特。而研究論文通常不會針對超過 40 個這樣的基礎(chǔ)單位的量子體系進行模擬。

匯豐銀行在 NVIDIA GPU 上利用 CUDA-Q 和 cuTensorNet 軟件實現(xiàn)的機器學(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)。匯豐銀行的量子計算研究科學(xué)家 Mekena Metcalf 在 GTC 的一場會議上介紹了她開展的工作。

培養(yǎng)量子時代人才

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

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研究副校長 Theresa Mayer 表示：“彌合傳統(tǒng)計算機與量子系統(tǒng)之間的鴻溝對于計算領(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，并幫助他們在其中脫穎而出。”

為幫助開發(fā)者使用最新工具進行實戰(zhàn)，NVIDIA 聯(lián)合贊助了于 2 月舉辦的量子黑客松 QHack 。獲獎項目的開發(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重要材料進行模擬，以用于設(shè)計更加優(yōu)秀的電池。

三套全新系統(tǒng)

正在部署的新系統(tǒng)進一步擴展了量子-經(jīng)典混合計算的生態(tài)系統(tǒng)。

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

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

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

合作伙伴推動CUDA-Q向前發(fā)展

此外，以色列初創(chuàng)公司 Classiq 在 GTC 大會上發(fā)布了與 CUDA-Q 的全新集成。Classiq 的量子電路綜合可讓高級功能模型自動生成優(yōu)化的量子程序，以便研究人員充分利用當今的量子硬件，使用未來算法擴展其研究規(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 的光子處理器上運行量子機器學(xué)習(xí)算法的相關(guān)成果。此外，ORCA 還被選為英國國家量子計算中心量子計算試驗臺的承建和供應(yīng)方，該試驗臺將包含一個使用 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)提供先進的量子解決方案。

qBraid 是一個基于云的量子計算平臺，該平臺正在將 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