NVIDIA Quantum Computing

NVIDIA Quantum

加速科学发现的未来

什么是量子计算?

量子计算是一种全新的计算模型,可对各行各业的应用产生影响,包括药物研发、化学、金融、能源等。为了准备迎接量子加速的未来,高校以及各行各业都在投资于硬件、软件和算法开发,而 NVIDIA 提供的先进软硬件平台正在为他们的量子计算工作提供强大助力。

深入了解量子计算

量子模拟

为了将量子计算应用到更多实用领域,我们需要开发更出色的算法,并设计新一代量子处理器 (QPU)。为此,我们需要模拟未来的量子处理器。

量子加速超级计算

实用的量子计算将采用混合模式,通过 QPU 与 CPU 和 GPU 的协同工作来解决问题。为了实现这一目标,我们需要将量子计算集成到科学计算、AI 软件以及工作流中。

适用于量子领域的 AI

加速计算和 AI 对于释放量子计算的潜力至关重要。我们需要建造量子集成计算机和超级计算机,以便量子计算机能够充分利用加速计算和 AI,同时让超级计算机通过未来的量子计算机获得加速。

通过 NVIDIA 加速量子计算

NVIDIA 量子云

通过 NVIDIA 量子云,包括量子研究人员、开发者、企业最终用户以及致力于打造 QPU 的初创公司在内的整个量子计算生态系统均可访问功能强大的量子计算平台。

量子云 API 可以在一系列 NVIDIA GPU 系统上运行 CUDA Quantum 作业,从而为任何应用提供通用的云量子计算访问。

NVIDIA CUDA Quantum

量子加速应用并非完全在量子资源上运行,而是采用量子资源和传统资源的混合方式运行。为了从量子物理学家的算法开发转变为领域科学家的应用开发,我们需要一个能够与当今的应用和编程范例进行互操作,并且对领域科学家来说熟悉且易用的高性能开发平台。

NVIDIA® CUDA® Quantum 拥有统一的编程模型,是适用于量子-经典混合式计算机的先发平台,可在一个系统中集成和编程 QPU、GPU 和 CPU。CUDA Quantum 是专为提高性能而打造的开源平台,可提供高级语言来开发和运行量子-经典混合式应用。

NVIDIA cuQuantum

NVIDIA cuQuantum 是一种用于加速量子电路模拟的 SDK。cuQuantum 旨在加速所有电路模拟框架并集成到 Cirq、Qiskit、Pennylane 等框架中,它可以使研究人员以出色的性能大规模模拟理想或噪声量子位。  

cuQuantum 提供一系列模拟量子计算机的方法。cuStateVec 和 cuTensorNet 均可为各种量子位数量和深度的模拟量子电路提供替代方法。每个库都提供用于量子模拟器的 API,因此研究人员无需成为 GPU 专家,即可轻松利用 NVIDIA 量子平台提供的性能和规模。 

cuQuantum Appliance 是一个由领先的社区框架组成的 Docker 容器,该容器由 cuQuantum 加速并针对 NVIDIA 平台进行优化。

该堆栈包括 Cirq qsim 和 Qiskit Aer 仿真器以及 cuQuantum。除了在使用多个 GPU 和多个节点时表现出优异的强弱可扩展性以外,cuQuantum Appliance 还可以在不更改代码的情况下将多节点的模拟速度提高近两个数量级。

您可以在 NVIDIA NGC™ 目录中获取 NVIDIA cuQuantum Appliance。

NVIDIA DGX Quantum

NVIDIA DGX™ Quantum 由 NVIDIA 与 Quantum Machines 携手打造,是一种可用于执行量子-经典计算的集成系统和参考架构。

DGX Quantum 将 NVIDIA Grace Hopper™ 超级芯片与 Quantum Machines 的 OPX 控制系统相结合,可将量子控制系统和 GPU 之间的延迟控制在亚微秒级别,进而提供 GPU 加速的实时量子纠错、校正和控制。 

DGX Quantum 与 QPU 无关,可根据量子和传统计算要求进行扩展,无论是从几个量子位到数千个量子位,还是从单个 GPU 到量子加速超级计算机。

NVIDIA cuPQC

量子计算机有可能打破当今的公钥加密机制。为了确保全球敏感数据的安全性和真实性,迁移到能够抵御量子计算攻击的算法对企业来说已变得至关重要。这种新的量子安全加密被称为后量子加密 (PQC)。

NVIDIA cuPQC 可为领先的 PQC 算法提供加速,以提高数据安全性,抵御量子计算机威胁。


NVIDIA CUDA Quantum 学院

为了培养更多量子领域的从业者,NVIDIA 正在与学术机构合作,通过自定进度的在线课程模块(配有交互式编码练习和视频)将 CUDA Quantum 引进大学课堂。这些 CUDA Quantum 课程会协助学生使用模拟器和量子硬件构建和优化量子算法。学生将获得完成研究项目和开发混合量子-传统应用所需的技能。

NVIDIA 量子生态系统

NVIDIA Quantum 正在为整个量子生态系统以及当今的一些重要研究提供支持。从量子计算初创公司到一些全球闻名的大型公司,从学术实验室到《财富》500 强公司,我们很自豪能够协助合作伙伴开发和利用量子技术。

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