www.ydisp.cn/oss/202207/13/094c8fd5271924c340d362bdf4ea5694c5a232.png"alt="Nvidia正在将AI领域的成功经验复制到量子计算"title="NVIDIA正在将其在AI领域的成功经验复制到量子计算中"style="visibility:visible;宽度：740px；height:418px;"data-type="inline">量子计算是一种新的计算模型，根据力学定律调节量子信息单元进行计算，通常与经典计算相比较。从原理上讲，量子计算可以有一个比经典计算更快的计算速度，而这个差距可能高达百万亿倍。量子计算有望克服当今面临的许多挑战，推动从药物发现到天气预报的一切发展，并能发挥HPC在未来的巨大作用，正因为如此，大量的公司和研究人员都在投入资源研究量子计算，目前，针对量子计算的物理平台有很多解决方案，如超导、离子阱、中性原子等、硅量子、光量子等，但都面临着不同的挑战。为加速量子计算的发展，混合量子计算是探索的方向。有望实现第一批量子计算实际应用。所谓混合量子计算就是量子计算机和经典计算机协同工作，在电路优化、校正纠错、系统比较等传统运算中，充分发挥经典计算（如CPU、GPU）的优势。与CPU一起，GPU是实现混合量子计算的一个很好的选择，因为GPU可以缩短传统作业的执行时间，大大缩小经典计算机与量子计算机的差距。通信延迟，这是当今混合量子操作面临的主要瓶颈。与此同时，另一个巨大的挑战是软件工具。量子处理器是新兴的硬件，要想在编程中实现其价值，研究人员只能使用量子等价于低级汇编代码，意味着只有量子计算专家才能对量子加速器进行编程，这就很难推动其快速发展量子计算。因此，量子计算领域需要统一的编程模型和编译工具链。该编译器使科学家能够轻松地将他们的部分HPC应用程序先移植到QPU的模拟版本，然后再移植到真正的QPU，从而有效地找到加速量子计算工作的方法。GPU加速的仿真工具、编程模型和编译器工具一旦链条全部组合在一起，HPC研究人员就可以开始构建未来的混合量子数据中心。英伟达拥有业界领先的高性能GPU，在HPC和AI方面拥有丰富的经验，可以帮助其在量子计算领域快速建立独特的产品和优势。Nvidia确实已经开始将其在AI领域的成功复制到量子计算领域。从最贴近开发者的软件入手，降低开发者使用门槛，帮助量子计算领域的开发者解决问题，创造价值。一旦量子计算的研究人员和用户选择了英伟达的工具，自然会帮助英伟达在量子计算领域抢占先机。在GTC2021上，Nvidia宣布推出cuQuantumSDK，旨在加速在GPU上运行的量子电路模拟。如今，数十家量子组织已经在使用cuQuantum软件开发套件来加速他们在GPU上的量子电路模拟。最近，AWS在Braket服务中提供了cuQuantum，并证明cuQuantum在量子机器学习工作负载上实现了900倍的加速，同时将成本降低了3.5倍。cuQuantum对推动量子计算发展的另一个重要价值是可以在主要的量子软件框架上实现加速计算，包括Google的qsim、IBM的QiskitAer、Xanadu的PennyLane和Classiq的QuantumAlgorithmDesign平台。对于科学家和开发人员而言，这些框架的用户无需任何进一步编码即可访问GPU加速。对于英伟达而言，这将意味着其在量子计算软件框架中的重要价值，以及充分发挥其GPU在混合量子计算中的作用。2022年7月12日，英伟达在量子计算领域继续前行，发布统一计算平台QODA。量子优化设备架构(QODA)的目标是通过创建连贯的混合量子经典编程模型使量子计算更易于访问。QODA还使HPC和AI专家能够轻松地将他们的应用程序移植到公共云、NVIDIADGX系统或配备大量NVIDIAGPU的超级计算中心。对于已经在使用cuQuantum软件开发套件的量子组织，借助NVIDIAQODA，开发人员可以构建完整的量子应用程序，这些应用程序可以使用NVIDIAcuQuantum在GPU加速的超级计算机上进行模拟。与人工智能和高性能计算一样，生态是成功的关键，因此硬件和软件合作伙伴对于英伟达在量子计算领域的成功至关重要。在Q2B22东京量子计算大会上，英伟达宣布将与量子硬件供应商IQMQuantumComputers、Pasqal、Quantum、QuantumBrilliance和Xanadu，软件供应商QCWare和ZapataComputing，以及超级计算中心德国JurichResearchCenter、LawrenceBerkeley合作国家实验室和橡树岭国家实验室就QODA展开合作。英伟达CEO黄仁勋一直强调，英伟达要做的是创造新的产品和市场，而不是抢占现有市场。量子计算就是这样一个全新的市场。无论英伟达选择在量子计算领域的技术路线还是切入点，都将有助于其抢占量子计算的先机。但我们也要看到，量子计算还有很长的路要走，谁能拥有量子霸权还很难判断。
