NVIDIA ha annunciato la prima piattaforma informatica unificata al mondo Conferenza Q2B a Tokyo. La piattaforma di programmazione contribuirà ad accelerare la ricerca quantistica e le scoperte di sviluppo nei settori dell’intelligenza artificiale, dell’HPC, della sanità, della finanza e della ricerca tecnologica.
NVIDIA ha annunciato la prima piattaforma informatica unificata al mondo Conferenza Q2B a Tokyo. La piattaforma di programmazione contribuirà ad accelerare la ricerca quantistica e le scoperte di sviluppo nei settori dell’intelligenza artificiale, dell’HPC, della sanità, della finanza e della ricerca tecnologica.
NVIDIA Quantum Optimized Device Architecture (QODA) semplifica e ottimizza lo sviluppo del calcolo ibrido quantistico-classico superando gli ostacoli nel campo del calcolo quantistico. QODA crea un ambiente aperto e unificato su alcuni dei computer e processori quantistici più potenti, migliorando la produttività scientifica e offrendo una scala maggiore nella ricerca quantistica.
Cos'è il Quantum Computing?
Secondo il post sul blog Dion Harris di NVIDIA, il calcolo quantistico è un approccio sofisticato per effettuare calcoli paralleli, utilizzando la fisica che governa le particelle subatomiche per sostituire i transistor più semplicistici nei computer di oggi.
I computer quantistici calcolano utilizzando qubit, unità di calcolo che possono essere accese, spente o qualsiasi valore compreso tra, invece dei bit dei computer tradizionali che sono accesi o spenti, uno o zero. La capacità del qubit di vivere nello stato intermedio – chiamato sovrapposizione – aggiunge una potente capacità all’equazione di calcolo, rendendo i computer quantistici superiori per alcuni tipi di matematica.
I computer oggi utilizzano otto bit per rappresentare qualsiasi numero compreso tra 0 e 255, effettuando i calcoli uno alla volta. Un computer quantistico può utilizzare simultaneamente otto qubit per rappresentare ogni numero compreso tra 0 e 255. L’elaborazione viene calcolata simultaneamente anziché in sequenza, fornendo risultati in pochi secondi.
Usando i qubit, i computer quantistici potrebbero eseguire calcoli in pochi minuti che impiegherebbero centinaia o migliaia di anni ai computer classici se riuscissero anche solo a portarli a termine.
Gli esperti di HPC e di intelligenza artificiale possono utilizzare QODA per aggiungere facilmente il calcolo quantistico alle applicazioni esistenti, sfruttando sia i processori quantistici di oggi sia le macchine quantistiche future simulate utilizzando NVIDIA DGX sistemi e un'ampia base installata di GPU NVIDIA disponibili nei centri di supercalcolo scientifico e nei cloud pubblici.
Secondo Tim Costa di NVIDIA, direttore dei prodotti HPC e Quantum Computing:
“Nel breve termine possono verificarsi scoperte scientifiche con soluzioni ibride che combinano il calcolo classico e il calcolo quantistico. QODA rivoluzionerà l’informatica quantistica offrendo agli sviluppatori un modello di programmazione potente e produttivo”.
SDK NVIDIA cuQuantum
Durante il keynote GTC all'inizio di quest'anno, NVIDIA ha annunciato il SDK cuQuantum per velocizzare le simulazioni di circuiti quantistici in esecuzione su GPU. I primi lavori suggeriscono che cuQuantum sarà in grado di fornire accelerazioni di ordini di grandezza.
NVIDIA e Caltech hanno accelerato un simulatore di circuiti quantistici all'avanguardia con cuQuantum in esecuzione su GPU NVIDIA A100 Tensor Core. Ha generato un campione da una simulazione a circuito completo del circuito Google Sycamore in 9.3 minuti su Selene, un compito che 18 mesi fa gli esperti pensavano avrebbe richiesto giorni utilizzando milioni di core della CPU.
Le principali organizzazioni quantistiche stanno già utilizzando le GPU NVIDIA e il kit di sviluppo software (SDK) NVIDIA cuQuantum per accelerare lo sviluppo di simulazioni di circuiti quantistici individuali sulle GPU. QODA estende la ricerca quantistica di NVIDIA
sforzi sfruttando gli ambienti di simulazione di cuQuantum.
NVIDIA ha inoltre annunciato collaborazioni QODA con i fornitori di hardware quantistico IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance e Xanadu; fornitori di software QC Ware e Zapata Computing; e centri di supercalcolo Forschungszentrum Jülich, Lawrence Berkeley National Laboratory e Oak Ridge National Laboratory.
Entra nel QPU e nei sistemi ibridi
Tim Costa di NVIDIA ha pubblicato un blog incentrato sui sistemi quantistici, QODA e ibridi classico-quantici, evidenziato da una discussione con Kristel Michielsen di Jülich Unified Infrastructure for Quantum Computing (JUNIQ).
Michielsen, che guida il programma quantistico presso il Jülich Supercomputing Center vicino a Colonia, ha spiegato:
“Non possiamo andare avanti solo con i computer classici di oggi perché consumano così tanta energia e non possono risolvere alcuni problemi. Ma abbinato a computer quantistici che non consumeranno così tanta energia, credo che potrebbe esserci il potenziale per risolvere alcuni dei nostri problemi più complessi”.
Tim spiega che i processori quantistici, noti anche come QPU, sfruttano le proprietà della meccanica quantistica e sono ideali per simulare processi a livello atomico, consentendo progressi fondamentali nella chimica e nella scienza dei materiali, interessando tutto, dalle batterie più efficienti ai farmaci più efficaci.
Sebbene siano disponibili diversi prototipi di computer quantistici, essi sono ancora in fase iniziale e non supportano la potenza o l’affidabilità necessarie per affrontare lavori di rilevanza commerciale. I ricercatori stanno collegando i sistemi HPC classici con i computer quantistici per affrontare questo problema. Michielsen afferma che “ci darà il meglio di entrambi i mondi”. Jülich e altri ricercatori stanno costruendo questi sistemi oggi.
Dai un'occhiata al post completo del blog di Tim su Jülich Quantum.
Con il settore dell’informatica quantistica attualmente dominato da pochi attori chiave, NVIDIA QODA potrebbe creare una nuova classe di sviluppatori in grado di sfruttare standard aperti e interoperabili su varie piattaforme hardware e software.
Scopri QODA NVIDIA.
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