NVIDIA 为混合量子计算打开大门

NVIDIA cuQuantum 发布，凭借不断扩大的生态系统和协作，构建未来超强系统所需的编程模型。

我们正与量子计算领域的领军者合作，共同构建开发者对未来超高性能的系统进行编程所需的工具。

当前的高性能计算机可大规模模拟量子计算作业且具有强大性能，如今规模较小又易出错的量子系统无法与之匹敌。如此一来，经典的 HPC 系统便可助力量子研究人员开辟正确的前进道路。

随着量子计算机的发展，研究人员对于混合计算模型怀有共同的愿景，在该模型中量子计算机和经典计算机可协同工作，分别克服各自擅长应对的重重挑战。为扩大适用范围，此类系统将需要高效易用的统一编程环境。

我们正在为当今计算构筑未来的发展之路。首先，我们将就 NVIDIA cuQuantum 等商用工具，与 IBM、橡树岭国家实验室、Pasqal 以及众多其他企业或组织展开合作。

通用软件层

首先，我们正在开发全新量子编译器。该编译器名为 nvq++，以量子计算机和经典计算机交互所用的一种低级机器语言规范，即量子中间表示 (QIR) 为目标。

橡树岭国家实验室、Quantinuum、Quantum Circuits Inc. 以及其他企业和组织的研究人员均已加入由 Linux 基金会成立的 QIR 联盟。QIR 联盟实现了一种中立编程方法，让量子计算机和经典计算机都能发挥出色性能。

我们还与 IBM 合作，借助 QIR 共同开发开源量子仿真后端。

橡树岭国家实验室的研究人员将成为这款新软件的首批使用者。

最终，我们相信，HPC 社区会将这种统一编程模型应用于混合系统中。

IBM Quantum 合作伙伴生态系统副总裁 Aparna Prabhakar 表示：“加速量子工作流程是未来高性能计算发展道路中的关键一环。然而，实现高效模拟通用动态量子电路的过程中可能遭遇困难。我们希望借助基于 QIR 的工具链和 NVIDIA cuQuantum 一类的平台应对这一挑战。”

即用型量子工具

您不必苦等混合量子系统的出现。任何开发者均可利用加速计算技术和我们的工具，立即开展高水平量子研究。

NVIDIA cuQuantum 现已全面推出。借助张量网络库和状态向量，NVIDIA cuQuantum 可运行复杂的量子电路仿真。

我们现已推出 cuQuantum DGX Appliance的测试版，这是针对 NVIDIA DGX A100 系统进行优化的容器，其中包含运行 cuQuantum 作业所需的一切组件。

研究人员现已利用这类产品应对实际挑战。

例如，QC Ware 正在劳伦斯伯克利国家实验室的 Perlmutter 超级计算机上使用 cuQuantum 运行量子化学和量子机器学习算法。这项工作旨在推动药物研发和气候科学的发展。

不断扩大的量子生态系统

我们的量子产品由不断扩大的企业生态系统提供支持。

例如，Xanadu 已将 cuQuantum 集成至为量子机器学习和量子化学构建的开源框架 PennyLane 中。橡树岭国家实验室正在用于张量网络量子电路仿真的框架 TNQVM 中采用 cuQuantum。

此外，其他公司目前也在其商用量子仿真器和框架中支持 cuQuantum，例如 Classiq 的 Classiq 量子设计平台和 Zapata Computing 的 Orquestra。

他们加入了包括 Google Quantum AI、IBM、IonQ 和 Pasqal 在内的现有合作伙伴行列，这些企业或组织已宣布将于今年 11 月支持我们的软件。[2]