輝達cuQuantum擴充混和運算的功能

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科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳發表於 2022年3月28日

圖、輝達cuQuantum擴充混和運算的功能

輝達(NVIDIA)在其部落格發布消息，說明他們正與量子運算領域的領導者合作，為量子軟體開發人員建構工具平台cuQuantum。

目前的高性能運算(HPC)正在大規模地模擬量子運算工作，其性能遠遠超出了當今更小且容易出錯的量子系統之性能。因此，透過傳統HPC系統的方式，可幫助量子研究人員往正確的方向前進。

其願景是希望能達到混合計算的模式，藉由量子電腦和傳統電腦協作以應對它們最擅長解決的挑戰，而這些系統則需要一個高效且易於使用的統一編程環境。

因此，輝達開始運用cuQuantum等商用工具平台，並與IBM、橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory，ORNL)、Pasqal和許多其他公司合作，並作為通往未來混合運算的入口。

輝達首先針對可讓量子電腦和傳統電腦互相溝通的量子中間展現層(Quantum Intermediate Representation，QIR)開發一種新的量子編譯器，稱為nvq++。

橡樹嶺國家實驗室、Quantinuum、Quantum Circuits Inc.和其他公司的研究人員已經加入Linux基金會所領導的QIR聯盟，並運用一種不可知的編程方法，能使量子電腦和經典電腦提供最佳性能。

輝達還與IBM合作利用QIR的開發開源量子模擬後端，並且由橡樹嶺國家實驗室的研究人員將率先利用此軟體。

目前，利用張量網絡和狀態向量庫來運行複雜量子電路模擬的NVIDIA cuQuantum，已全面發布。針對NVIDIA DGX A100系統進行優化與運行cuQuantum工作所需的組件之cuQuantum DGX設備，現已推出測試版。

目前已經有研究人員利用這些產品來應對現實世界的挑戰。例如：QC Ware正利用在勞倫斯伯克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL)的Perlmutter超級電腦，藉由cuQuantum運行量子化學和量子機器學習算法，以推進藥物發現和氣候科學。

NVIDIA的量子產品也得到了一些不斷擴展生態系統企業的支持。例如：Xanadu將cuQuantum集成到量子機器學習和量子化學的開源架構PennyLane中。橡樹嶺國家實驗室也正在張量網絡量子虛擬機器(Tensor Network Quantum Virtual Machine，TNQVM)架構中利用cuQuantum模擬張量網絡量子電路。

此外，其他企業也在其商用量子模擬器和架構中支援cuQuantum。例如：Classiq的量子演算法設計平台和Zapata Computing的Orquestra。他們的合作夥伴包括Google Quantum AI、IBM、IonQ 和 Pasqal等企業，也將在11月宣布支援cuQuantum。(703字；圖1)

參考資料：
NVIDIA Unveils Onramp to Hybrid Quantum Computing. NVIDIA，2022/3/22
NVIDIA Says It’s Building a Onramp to the Hybrid Quantum Future. The Quantum Insider，2022/3/23

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