GTC22 | 越来越多的研究人员和科学家采用 NVIDIA cuQuantum 和 QODA

NVIDIA 平台被越来越多地用于帮助设计量子算法、模拟和经典量子计算机。

在 18 年的花样滑冰运动员生涯中，Bettina Heim 学会了如何快速、优雅地完成后外钩点冰一周跳。现在，她拥有量子计算博士学位，正在助力 Microsoft Azure Quantum 在云服务前沿领域占据一席之地。

Microsoft 首席软件工程经理 Heim 表示：“我总是被有趣的问题所吸引，并努力实现目标。这就是为什么我被量子计算所吸引，因为量子计算通过创造超越当今经典系统的全新工具，具有造福社会的巨大潜力。”

去年冬天，Azure Quantum 与 Quantinuum、Quantum Circuits Inc.、Rigetti Computing 和橡树岭国家实验室合作，展示了经典系统和量子系统如何协同解决重大问题，其目标是将这种能力交付给任何云用户。

为了实现这一点，它采用了 NVIDIA QODA 等工具，这是一个开放的通用编程环境，将在未来的混合系统中关联 GPU 和量子处理器。

“QODA 将帮助我们迈出下一步，为截然不同的系统和开发者工具提供可靠的集成，”现居西雅图的瑞士人 Heim 表示。

Quantum 的软件基础

为量子计算机奠定软件基础是 Heim 主持的 QIR 联盟的工作重点。

该行业团队负责监督量子编程语言与定向量子计算机之间通用接口的工作。借助 QIR，开发者可以使用 QODA 等工具来构建在混合量子计算机上运行的应用程序，以加速科学发现。

这是一个行业的巨大飞跃，开发者习惯于编写相当于汇编程序的程序，直接解决每个系统的具体问题。

她说：“拥有不需要对量子系统有深入了解的工具非常重要，因此我们正在与 NVIDIA 等公司合作，以吸引和激励广泛的开发者。”

“QODA 和 cuQuantum 利用经典高性能计算资源进行量子开发，推动该领域向前迈进了一大步。”她补充说，她指的是 NVIDIA cuQuantum，这是一个在 GPU 加速系统上运行量子电路模拟的软件库。

不断扩大的量子生态系统

与 Microsoft 合作扩展 QIR 生态系统并将 NVIDIA 的工具集与 Azure Quantum 集成便是众多合作中的一项。数十家公司正在采用 cuQuantum 来加速当今经典计算机的量子研究，并采用 QODA 对未来的经典量子混合系统进行编程。

例如，Rigetti Computing 将允许开发者使用 QODA 对其超导量子计算机进行编程。软件专家 Classiq 将使用 QODA 优化其量子算法的性能。

QODA 为混合量子经典计算机提供统一的编程模型

这些公司与量子硬件提供商 IQM Quantum Computer、Pasqal、Quantinuum、Quantum Brilliance 和 Xanadu 合作，后者于 7 月宣布使用 QODA 开展合作。它们支持广泛的量子位技术，这些技术强化了 QODA 作为支持所有混合量子经典系统的统一平台的作用。

此外，QODA 还得到了软件提供商 QC Ware 和 Zapata Computing 以及四个超级计算中心的支持：Forschungszentrum Jülich、劳伦斯伯克利国家实验室、橡树岭国家实验室和日本 RIKEN。

行业研究依赖于 cuQuantum

与此同时，cuQuantum 上量子电路模拟的应用也在不断扩大。

宝马集团去年在一篇论文中确定了 40 多个汽车量子计算用例。今年，它使用 cuQuantum 的 cuStateVec 库作为量子应用基准测试工作的一部分。

这家汽车制造商与 Amazon Web Services (AWS) 合作举办了一场全球挑战赛，展示量子系统如何解决该行业最棘手的优化、AI 和材料科学问题。本次挑战赛吸引了 70 个团队参加，显示出人们对这项技术的广泛关注。

在日本，富士胶片信息技术研究所正在使用 cuQuantum，与初创公司 Blueqat 一起构建量子电路。这次合作的目的是建立大规模量子电路的模拟，以加速富士胶片的研发。

开发者可以使用 cuQuantum 在单个 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 上创建数百个量子位的精确模拟，并在超级计算集群上创建数千个量子位的精确模拟。

在云端进行量子扩展

Oracle Cloud 服务将允许开发者在 GPU 上创建量子电路模拟。它在 Oracle 云市场上提供 DGX cuQuantum Appliance，这是一个容器，包含运行 cuQuantum 作业所需的所有组件。

同样，AWS 也宣布在其 Braket 服务中提供 cuQuantum。它还在 Braket 上展示了 cuQuantum 如何在量子机器学习工作负载上实现高达 900 倍的加速。

咨询公司也在展示借助 NVIDIA 软件加速量子计算的潜力。

AI 获得量子加速

德勤将使用 cuQuantum 和 QODA 将自然语言处理在客户服务领域的应用提升到一个新的高度。它将使用高维数据集让系统解读完整的句子。

在其他项目中，它将探讨 cuQuantum 如何加快药物研发速度，以及如何解决结构化医疗数据中复杂的优化问题。

全球 IT 咨询和服务公司 SoftServe 的研发团队正在多个应用领域使用 cuQuantum，包括药物研发和应急物流优化。它还在金融量子模拟中运行该软件，例如预测股价趋势和自动化金融投资组合管理。

这项研究加入了现有合作伙伴的行列，包括 Google Quantum AI 和 IonQ，这些合作伙伴在 2021 年底发布 cuQuantum 时宣布支持 cuQuantum。

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