Nvidia revela la plataforma QODA para computación cuántica y clásica



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Hoy, en el conferencia Q2B en Tokio, el capo de la GPU y la IA nvidia anuncia QODA, su arquitectura de dispositivo optimizada cuántica, diseñada para crear un entorno de programación único para la computación cuántica híbrida clásica. Comparable en objetivo normal (y nombre) al de Nvidia CUDA (Compute Unified System Structure) para el desarrollo de computación paralela, QODA toma la disciplina de desarrollo cuántico altamente especializada y la hace accesible a una gama más amplia de desarrolladores de software program. Pero la trama de las GPU Nvidia en el mundo cuántico tiene más matices que incluso en la IA, y el objetivo de QODA es hacerlos sencillos.

Valiente mundo cuántico

“Es un mundo muy diferente al de hace una década” timoteo costa, director de HPC y productos de computación cuántica de Nvidia, dijo a VentureBeat. Costa explicó qué hay detrás del progreso de la industria cuántica: “Lo que vemos es que la industria va desde sistemas de uno o dos qubits, la mayoría de ellos en la academia, hasta hoy, a sistemas con más de 200 qubits basados ​​en la nube. ”

Los qubits son el equivalente aproximado de los bits en la informática clásica, pero si bien pueden ser leer al tener un valor de cero o uno, los qubits pueden tener múltiples valores simultáneamente, lo que los convierte a ellos y al {hardware} que los instancia en la esencia de las computadoras cuánticas.

QODA da la bienvenida a todos los desarrolladores a bordo

El credo de QODA es ayudar a los desarrolladores no especializados en cuántica a aprovechar este progreso de la industria. Específicamente, está dirigido a desarrolladores centrados en dominios particulares, incluido el descubrimiento de fármacos, la química, las finanzas y la optimización (como una técnica informática normal), donde la cuántica puede acelerar las cosas y hacer que sea factible atacar problemas que de otro modo serían computacionalmente poco prácticos de abordar. Estas áreas se benefician mejor de una combinación de computación clásica (aunque en la poderosa forma de HPC, computación de alto rendimiento) y cuántica.

La tecnología GPU de Nvidia ya es una plataforma dominante en el mundo HPC, por supuesto. Pero resulta que también tiene una aplicabilidad específica en el lado cuántico. Esto se debe a que, si bien las GPU no son {hardware} cuántico, pueden servir como un medio más eficaz para la emulación de circuitos cuánticos que las CPU, ya que las GPU pueden implementar métodos de redes de tensores y vectores de estado, que aceleran las simulaciones de circuitos cuánticos. Eso significa un gran sistema de GPU como el de Nvidia. plataforma DGXpuede manejar escenarios híbridos especialmente bien, ya que ofrece una capa de infraestructura física que puede atender cargas de trabajo de computación clásica y cuántica.

QODA aborda este nuevo potencial de «personalidad dividida» de las GPU al ofrecer una plataforma única para el desarrollo híbrido. Detrás de esto está el de Nvidia cuQuantum SDK y su dispositivo DGX Quantum. El SDK de cuQuantum permite a los desarrolladores simular circuitos cuánticos en GPU. Incluye integración con frameworks de computación cuántica circo, Qiskit y Pennylane. El dispositivo DGX Quantum es un software program contenedor que integra los marcos con cuQuantum y se ejecuta en cualquier {hardware} de Nvidia.

Con estas tecnologías subyacentes, QODA proporciona dos cosas para ayudar a que la computación cuántica sea más accesible para los desarrolladores convencionales:

  • Un modelo de programación basado en kernel para el desarrollo de computación cuántica con interfaces para lenguajes de programación comunes, como C++ y Python,
  • Un compilador que puede acomodar instrucciones orientadas a la computación cuántica y clásica que vienen en el mismo código fuente, como se ve en la figura a continuación.

Ejemplo de codificación híbrida con bloque de código cuántico en la parte superior y código orientado a GPU a continuación.
Crédito: Nvidia

combinatorio virtuales y fisicos

QODA y cuQuantum funcionan con QPU (unidades de procesador cuántico) emuladas en {hardware} de GPU, pero también funcionan con QPU físicas, por lo que el código escrito en la plataforma es portátil entre entornos emulados y físicos. De hecho, QODA y cuQuatum se desarrollaron en asociación con numerosos proveedores en el espacio cuántico, incluidos socios de {hardware} como Computadoras cuánticas IQM, pascual, cantidad, Brillo cuántico y Xanadú; socios de software program/algoritmos como Artículos de management de calidad y Informática Zapata; y centros de supercomputación, incluidos Forschungszentrum Julich, NERSC/Laboratorio Nacional Lawrence Berkeleyy Laboratorio Nacional de Oak Ridge. La diversidad de socios de {hardware} involucrados significa que QODA también funciona en una variedad de «modalidades» de qubit, que incluyen superconductores, átomos neutros, iones atrapados, procesadores de diamantes y fotónica.

Lo que se avecina para Nvidia y Quantum

Costa le dijo a VentureBeat que con QODA, Nvidia espera brindarles a los desarrolladores acceso a tecnología informática disruptiva y permitir que los científicos del dominio aprovechen la aceleración cuántica, junto con lo mejor de la supercomputación GPU.

Nvidia considera que la misión de QODA es hacer que los desarrolladores que se centran en una clase de aplicaciones (en lugar de en la computación cuántica en sí misma) usen la tecnología cuántica y la vean como una tecnología que puede acelerar lo que ya están haciendo. Este es un enfoque pragmático para la adopción de la computación cuántica, que podría ser el mayor cambio en la informática desde la introducción de la microcomputadora, o tal vez incluso la computadora central.

El objetivo de Nvidia con su estrategia de asociación con QODA es reunir a muchas nuevas empresas, con el efecto possible de promover la cohesión y un ecosistema en el ámbito cuántico. Hacerlo es clave para ayudar a que el espacio madure y sea más atractivo para su adopción por parte de los clientes empresariales. Así como Nvidia ha ayudado a que la IA y los automóviles autónomos sean accionables para grandes clientes, el anuncio de QODA debería ayudar a que la computación cuántica sea más industrializada y comercialmente viable.

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