Исследователи готовятся к прорывам с помощью NVIDIA CUDA Quantum.

Ученые готовятся к настоящему прорыву с помощью NVIDIA CUDA Quantum.

Майкл Кюн и Давиде Водола поднимаются на новые высоты работы, пионерствуя в области квантового компьютерного оборудования для крупнейшей химической компании в мире.

Исследователи BASF демонстрируют, как квантовый алгоритм может видеть то, что не может видеть традиционная симуляция – ключевые характеристики NTA, соединения с применением, включающим удаление токсичных металлов, таких как железо, из сточных вод города.

Команда квантовых вычислений в BASF смоделировала на графических процессорах (GPUs), как вызов может быть принят эквивалентом 24 кубитов – обработчиками квантового компьютера.

Многие исследовательские центры предприятий считали бы это значительным достижением, но они продолжали работу и недавно провели свои первые 60-кубитные симуляции на NVIDIA Eos H100 Supercomputer.

• Ген ИИ для генома LLM предсказывает характеристики вариантов COVID
• Исследователи Массачусетского технологического института разработали SmartEM технологию искусственного интеллекта, которая переводит электронную микроскопию на новый уровень, путем плавной интеграции машинного обучения в реальном времени в процесс
• Это исследование ИИ раскрывает LSS Transformer революционный подход ИИ для эффективного обучения длинных последовательностей в трансформаторах

“Это самая большая симуляция молекулы с использованием квантового алгоритма, которую мы когда-либо выполняли”, – сказал Кюн.

Гибкое, удобное программное обеспечение

BASF запускает симуляцию на NVIDIA CUDA Quantum, платформе для программирования центральных процессоров, графических процессоров и квантовых компьютеров, также известных как QPUs.

Водола описывает ее как “очень гибкую и удобную в использовании, позволяющую нам создавать сложную симуляцию квантовых цепей из относительно простых строительных блоков. Без CUDA Quantum это было бы невозможно”, – сказал он.

Эта работа также требует значительных усилий, поэтому BASF обратилась к облачному сервису NVIDIA DGX, который использует графические процессоры NVIDIA H100 Tensor Core.

“Нам нужна мощная вычислительная мощность, и платформа NVIDIA значительно быстрее, чем оборудование на основе ЦП”, – сказал Кюн.

Инициатива квантовых вычислений BASF, которую Кюн помог запустить, началась в 2017 году. Команда, помимо работы в химии, разрабатывает варианты использования квантовых вычислений в машинном обучении, а также оптимизации логистики и планирования.

Расширение сообщества CUDA Quantum

Другие исследовательские группы также продвигают науку с помощью CUDA Quantum.

В Университете SUNY Stony Brook исследователи расширяют границы высокоэнергетической физики для симуляции сложных взаимодействий субатомных частиц. их работа обещает новые открытия в фундаментальной физике.

“CUDA Quantum позволяет нам делать квантовые симуляции, которые в противном случае были бы невозможны”, – сказал Дмитрий Харзеев, профессор Университета SUNY и ученый в Брукхэвенской национальной лаборатории.

Кроме того, исследовательская группа в лаборатории Hewlett Packard использует суперкомпьютер Perlmutter для исследования магнитного фазового перехода в квантовой химии в одной из крупнейших симуляций своего рода. Этот подход может раскрыть важные и неизвестные детали физических процессов, которые трудно моделировать с помощью обычных методов.

“По мере развития квантовых компьютеров в полезных приложениях, высокопроизводительные классические симуляции станут ключом к созданию новых квантовых алгоритмов”, – сказал Кирк Бреснике, главный архитектор Лабораторий Hewlett Packard. “Симуляция и получение знаний из квантовых данных являются многообещающими исследованиями потенциала квантовых вычислений”.

Квантовый центр для здравоохранения

Эти усилия осуществляются в условиях расширения поддержки CUDA Quantum во всем мире.

Classiq – израильская стартап-компания, которая уже имеет более 400 университетов, использующих свой новаторский подход к написанию квантовых программ, анонсировала сегодня открытие нового исследовательского центра в Саураский медицинский центр Тель-Авива, крупнейшую учебную больницу Израиля.

Созданный совместно с NVIDIA, он будет обучать экспертов в области жизненных наук писать квантовые приложения, которые в будущем могут помочь врачам диагностировать болезни или ускорить открытие новых лекарств.

Classiq создала программное обеспечение для квантового дизайна, которое автоматизирует низкоуровневые задачи, поэтому разработчикам необходимо знать все сложные детали работы квантового компьютера. Оно уже интегрируется с CUDA Quantum.

Terra Quantum, компания по предоставлению квантовых услуг с головным офисом в Германии и Швейцарии, разрабатывает гибридные квантовые приложения для жизненных наук, энергетики, химии и финансов, которые будут работать на CUDA Quantum. А IQM в Финляндии дает возможность его сверхпроводящему QPU использовать CUDA Quantum.

Квантовая любовь к Грейс Хоппер

Несколько компаний, включая Oxford Quantum Circuits, будут использовать NVIDIA Grace Hopper Superchips для поддержки своих гибридных квантовых исследований. Базирующаяся в Ридинге, Англия, Oxford Quantum использует Грейс Хоппер в гибридной QPU/GPU системе, запрограммированной с помощью CUDA Quantum.

Quantum Machines объявила, что Израильский национальный квантовый центр станет первым развертыванием NVIDIA DGX Quantum, системы, использующей Грейс Хоппер Superchips. Центр, который базируется в Тель-Авиве, будет использовать DGX Quantum для питания квантовых компьютеров от Quantware, ORCA Computing и других.

Кроме того, Грейс Хоппер используется qBraid в Чикаго для создания квантовой облачной службы и Fermioniq в Амстердаме для разработки алгоритмов на тензорных сетках.

Большое количество общей памяти и пропускная способность памяти Грейс Хоппер делают эти суперчипы отличным выбором для память-интенсивных квантовых симуляций.

Начните программировать гибридные квантовые системы уже сегодня с последней версии CUDA Quantum от NGC, каталога ускоренного программного обеспечения от NVIDIA, или GitHub.

(Изображение источник: BASF)