NVIDIA Quantum
Wir bringen wissenschaftliche Entdeckungen voran.
Was ist Quantencomputing?
Quantencomputing ist ein neues Computing-Modell, das sich auf Anwendungen in verschiedenen Branchen auswirken kann, darunter Medikamentenentwicklung, Chemie, Finanzwesen, Energie und viele mehr. Um sich auf eine quantenbeschleunigte Zukunft vorzubereiten, investieren Regierungen, Universitäten und Branchen in Hardware, Software und die Entwicklung von Algorithmen. Die innovativen Hardware- und Softwareplattformen von NVIDIA unterstützen sie dabei, ihre Arbeit im Hinblick auf das Quantencomputing zu beschleunigen.
Tauchen Sie tiefer in das Quantencomputing ein
Quantencomputing beschleunigen mit NVIDIA
NVIDIA Quantum Cloud
NVIDIA Quantum Cloud bietet dem gesamten Quantencomputing-Ökosystem Zugriff auf die leistungsstärkste Quantencomputing-Plattform der Welt, darunter Quantenforschern, Entwicklern, Enterprise-Endbenutzern, Supercomputing-Zentren und Start-ups, die QPUs entwickeln.
Quantum Cloud-APIs können CUDA Quantum-Jobs auf einer Reihe von NVIDIA-GPU-Systemen ausführen und ermöglichen so universellen Cloud-Quantencomputing-Zugriff für jede Anwendung.
NVIDIA CUDA Quantum
Quantenbeschleunigte Anwendungen werden nicht ausschließlich auf einer Quantenressource ausgeführt, sondern es werden hybride Quanten- und klassische Anwendungen eingesetzt. Für den Übergang von der Entwicklung von Algorithmen durch Quantenphysiker zur Entwicklung von Anwendungen durch Domänenwissenschaftler ist eine Entwicklungsplattform erforderlich, die hohe Leistung bietet, mit den heutigen Anwendungen und Programmierparadigmen interagiert und den Domänenwissenschaftlern vertraut und zugänglich ist.
Mit einem einheitlichen Programmiermodell ist NVIDIA® CUDA® Quantum die erste Plattform ihrer Art für hybride klassische Quantencomputer und ermöglicht die Integration und Programmierung von QPUs, Quantenemulation, Grafikprozessoren und CPUs in einem System. CUDA Quantum ist auf Leistung ausgelegt, basiert auf Open Source und stellt eine Hochsprache für die Entwicklung und Ausführung hybrider klassischer Quantenanwendungen bereit.
NVIDIA cuQuantum
NVIDIA cuQuantum – ein SDK zur Beschleunigung der Quantenschaltungssimulation cuQuantum wurde entwickelt, um alle Frameworks für Schaltungssimulationen zu beschleunigen, und ist in Cirq, Qiskit, Pennylane und weitere integriert. Forscher haben damit die Möglichkeit, ideale oder verrauschte Qubits skalierbar und leistungsstark zu simulieren.
cuQuantum liefert eine Reihe von Methoden zur Emulation von Quantencomputern. cuStateVec und cuTensorNet bieten jeweils alternative Ansätze für die Simulation von Quantenschaltungen mit unterschiedlicher Qubit-Anzahl und -Tiefe. Jede dieser Bibliotheken bietet APIs für Quantensimulatoren, sodass Forscher die Leistung und Skalierbarkeit der NVIDIA-Quantenplattform ganz einfach nutzen können, ohne GPU-Experte zu sein.
Die cuQuantum-Appliance ist ein Docker-Container, der aus führenden Community-Frameworks besteht, die von cuQuantum beschleunigt und für die NVIDIA-Plattform optimiert wurden.
Das Stack umfasst die Simulatoren Cirq qsim und Qiskit Aer sowie cuQuantum. Die cuQuantum-Appliance beschleunigt Simulationen mit mehreren Knoten ohne Codeänderungen um fast zwei Größenordnungen. Außerdem bietet sie eine hervorragende starke und schwache Skalierung über mehrere GPUs und mehrere Knoten hinweg.
Die NVIDIA cuQuantum-Appliance finden Sie im NVIDIA NGC™-Katalog.
NVIDIA DGX Quantum
NVIDIA DGX™ Quantum ist ein integriertes System und eine Referenzarchitektur für klassisches Quantencomputing, die in Zusammenarbeit mit Quantum Machines entwickelt wurde.
Durch die Kombination von NVIDIA Grace Hopper™ Superchips mit dem OPX1000-Steuerungssystem von Quantum Machines bietet DGX Quantum eine Latenzzeit im Sub-Mikrosekundenbereich zwischen dem Quantensteuerungssystem und der GPU und ermöglicht GPU-beschleunigte Quantenfehlerkorrektur, Kalibrierung und Steuerung in Echtzeit.
DGX Quantum ist QPU-unabhängig und lässt sich sowohl mit Quanten- als auch mit klassischen Rechenanforderungen skalieren, von wenigen bis zu Tausenden Qubits und von einer einzelnen GPU bis hin zu einem quantenbeschleunigten Supercomputer.
NVIDIA cuPQC
Quantencomputer gefährden die heutigen Public-Key-Verschlüsselungsmechanismen. Um die Sicherheit und Authentizität der sensiblen Daten weltweit zu gewährleisten, ist es nun von entscheidender Bedeutung, dass Unternehmen die Migration zu Algorithmen durchführen, die in der Lage sind, einem Quantencomputing-Angriff standzuhalten. Diese neue quantensichere Verschlüsselung wird als Post-Quanten-Kryptografie (PQC) bezeichnet.
NVIDIA cuPQC beschleunigt die führenden PQC-Algorithmen und verbessert die Datensicherheit gegenüber Bedrohungen durch Quantencomputer.
NVIDIA CUDA Quantum in der Forschung
Um die Menge an quantencomputingfähigen Arbeitskräften zu vergrößern, kooperiert NVIDIA mit akademischen Einrichtungen, um CUDA Quantum mithilfe von Online-Modulen zum Lernen in selbstbestimmtem Tempo im Komplettpaket mit interaktiven Programmierübungen und Videos in die Hörsäle zu bringen. Anhand dieser CUDA Quantum-Unterrichtseinheiten lernen die Studenten, Quantenalgorithmen zu entwickeln und zu optimieren und sich dabei Simulatoren und Quantenhardware zunutze zu machen. Die Studenten erlangen die erforderlichen Fähigkeiten, um Forschungsprojekte abzuschließen und hybride klassische Quantenanwendungen zu entwickeln.
NVIDIA Quantum-Ökosystem
NVIDIA Quantum ermöglicht das gesamte Quanten-Ökosystem und zudem einige der wichtigsten aktuellen Forschungsthemen. Von Quantencomputing-Start-ups bis hin zu einigen der weltweit größten Unternehmen, akademischen Labors und Supercomputing-Zentren bis hin zu Fortune-500-Unternehmen – wir sind stolz darauf, unsere Partner bei der Entwicklung und Nutzung der Quantentechnologie zu unterstützen.
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