研究人員可以使用 NVIDIA cuQuantum SDK 在熱門服務器或基于 NVIDIA DGX 系統(tǒng)的新設備上加速量子計算工作

培育一項新興技術需要集合眾人的力量，因此 NVIDIA 正與 Google Quantum AI、IBM 和其他公司合作，將量子計算提升到一個新水平。

量子計算有望解決藥物開發(fā)、氣候研究、機器學習和金融等領域以前無法解決的問題。潛力巨大，同時挑戰(zhàn)也很大。

目前的量子計算機因為計算能力仍太小及易出錯的原因而無法解決有用的問題，并且目前無法斷定哪些量子算法將比當今的傳統(tǒng)計算機更具優(yōu)勢。

為了幫助推進量子計算的研究，NVIDIA 在 GTC 2021 上宣布了 cuQuantum 軟件開發(fā)套件，以加快傳統(tǒng)系統(tǒng)中量子計算機的模擬。

模擬幫助研究人員快速設計和測試新的量子算法，在當前量子硬件上，無法實現(xiàn)其規(guī)模和性能。模擬對于幫助驗證下一代量子硬件以及進行基準測試也至關重要。

NVIDIA正在幫助加快這項工作。從現(xiàn)在開始，cuQuantum 的首個庫推出公測版，可供下載。

這個庫被稱為cuStateVec，是態(tài)矢量模擬方法的加速器。該方法在內存中記錄系統(tǒng)的所有狀態(tài)，能夠擴展到數(shù)十個量子位。

第二個庫cuTensorNet將于 12 月面世，是使用張量網絡方法的加速器。在一些前景可期的近期算法上，它能夠處理多達數(shù)千個量子位。

在領先的框架上可用

NVIDIA也已經將 cuStateVec 集成到 qsim，qsim 是 Google Quantum AI 的態(tài)矢量模擬器，可以通過 Cirq（用于編程量子計算機的開源框架）使用。用戶現(xiàn)在無論在哪里使用 Cirq都可以下載，并開始使用cuQuantum來加速。

“量子計算有望解決傳統(tǒng)系統(tǒng)無法解決的計算領域的挑戰(zhàn)，”Google Quantum AI 的Catherine Vollgraff Heidweiller 表示。“這個高性能模擬堆棧將加速世界各地正在開發(fā)量子計算機算法和應用程序的研究人員的工作。”

NVIDIA此外還宣布未來的 cuQuantum 集成。12 月，cuStateVec 將與 Qiskit Aer 一起投入使用，Qiskit Aer 是 IBM 的高性能量子電路模擬器框架。

cuQuantum 背后的龐大社區(qū)

NVIDIA的 cuQuantum SDK 正在被量子計算行業(yè)的許多其他領先企業(yè)采用。

包括橡樹嶺、阿貢、勞倫斯伯克利國家實驗室和太平洋西北國家實驗室在內的國家實驗室，加州理工學院、牛津大學和麻省理工學院的大學研究小組以及包括 IonQ 在內的公司都在將 cuQuantum 集成到他們的工作流程中。

總部位于巴黎的量子計算初創(chuàng)公司 Pasqal 已購入一套NVIDIA DGX POD，并在其上使用 cuQuantum 進行大規(guī)模模擬。該初創(chuàng)公司的創(chuàng)新將應用于加速藥物設計和智能出行等領域的工作。

“對量子系統(tǒng)進行強大、大規(guī)模模擬的能力對我們的工作至關重要，”Pasqal CTO Loic Henriet 說，“cuQuantum 軟件與DGX A100硬件相結合將極大加快我們的進展。”

接入量子模擬

為了幫助開發(fā)者快速入手，NVIDIA將模擬軟件放在一個容器中，該容器已經過優(yōu)化，可在NVIDIA DGX A100系統(tǒng) 上運行，從而創(chuàng)建 一個DGX 量子設備。

這一設備包括 Google Quantum AI 的 Cirq 框架和 qsim 模擬器，以及 cuQuantum 和 NVIDIA 的 HPC SDK。該軟件將于明年年初在NVIDIA NGC 目錄上發(fā)布。

NVIDIA已經在量子計算領域的關鍵問題，如 Shor 算法、隨機量子電路和變分量子本征求解器上，展示了使用這一設備軟件的杰出性能。

立即試用 cuQuantum 來加速量子研究。

責任編輯：haq