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Nvidia presenta el servicio Quantum Cloud, proyectos de supercomputadoras, soporte PQC y más – Inside Quantum Technology

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By Dan O'Shea publicado el 18 de marzo de 2024

Nvidia ha estado cobrando impulso en el sector de la computación cuántica en los últimos años, lanzando recursos y software cuánticos y acumulando asociaciones, pero una gran cantidad de anuncios cuánticos que surgieron esta semana del evento Nvidia GTC en San José, California, sugieren que la compañía Las ambiciones cuánticas están aumentando.

Entre esos anuncios se encuentra el lanzamiento de Nvidia Quantum Cloud, una plataforma de simulación basada en la nube que se basa en la plataforma de integración y programación de computación cuántica CUDA-Q de código abierto de la compañía, que es utilizada por tres cuartas partes de las empresas que implementan unidades de procesamiento cuántico. , o QPU. Como microservicio, permite a los usuarios crear y probar en la nube nuevos algoritmos y aplicaciones cuánticos, incluidos potentes simuladores y herramientas para la programación híbrida cuántica-clásica.

Tim Costa, director de HPC y computación cuántica de Nvidia, dijo que si bien existen servicios en la nube que brindan a los usuarios acceso directo a las QPU, Nvidia Quantum Cloud brindará acceso en la nube a las herramientas cuánticas y los recursos de GPU de Nvidia para ejecutar proyectos de simulación y otras tareas.

"Uno de los desafíos que queremos abordar para la comunidad de investigación cuántica es mejorar el acceso a los recursos cuánticos", dijo Costa. “Si nos fijamos en el ecosistema actual… Estimamos que alrededor de 500,000 desarrolladores cuánticos están trabajando, pero sólo hay unas 50 QPU disponibles públicamente. Su tiempo de actividad es de alrededor del 10% al 20%. Tienen qubits con tolerancia cero a fallos... Y si empiezas a considerar las CPU como alternativa, lo que puede tardar una hora en un clúster de GPU, tardará unos 7.5 años en una CPU”.

Nvidia Quantum Cloud, ahora disponible como versión de acceso anticipado, permite a los desarrolladores compilar localmente cualquier programa CUDA-Q y luego establecer el objetivo en la línea de compilación o en la configuración de su script Python en Nvidia Quantum Cloud... y luego ejecutar "Lo envía desde su computadora portátil y lo envía a Nvidia Quantum Cloud en los recursos de GPU de Nvidia y obtiene el resultado en segundos en lugar de 20 minutos a una hora o días o años en su CPU local", dijo Costa. "Por lo tanto, realmente proporciona un acceso perfecto a la aceleración de la plataforma cuántica Nvidia para cualquier programador cuántico".

Si bien la oferta en su fase de acceso temprano se centra en las GPU, Nvidia Quantum Cloud eventualmente también se ampliará para incluir soporte back-end para QPU de los socios de Nvidia. “Realmente queremos eliminar cualquier barrera de acceso aquí. Entonces, si estás haciendo una investigación cuántica sobre las GPU de Nvidia, usándolas como un recurso cuántico para emulación y simulación, eso estará disponible el primer día en este programa de acceso temprano”, dijo Costa. "Pero a largo plazo, queremos incorporar a nuestros socios y, por supuesto, estamos enfocados en la integración de lo cuántico y lo clásico juntos, por lo que nuestras GPU y Nvidia Quantum Cloud funcionarán con las QPU que proporcionamos a través de nuestros socios como parte de ese soporte de back-end”.

Quantum Cloud también presenta potentes capacidades e integraciones de software de terceros para acelerar la exploración científica, que incluyen:

  • El Generative Quantum Eigensolver, desarrollado en colaboración con la Universidad de Toronto, aprovecha los grandes modelos de lenguaje (LLM) para permitir que una computadora cuántica encuentre la energía del estado fundamental de una molécula más rápidamente.
  • La integración de Classiq con CUDA-Q permite a los investigadores cuánticos generar programas cuánticos grandes y sofisticados, así como analizar y ejecutar en profundidad circuitos cuánticos.
  • QC Ware Promethium aborda problemas complejos de química cuántica, como la simulación molecular.

Proyectos de supercomputadoras

Además del nuevo servicio en la nube, Nvidia anunció su participación en dos proyectos de supercomputadoras centrados en lo cuántico. El primero y más grande de los dos es el ABCI-Q supercomputadora del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón. Cuando esté terminado, será uno de los superordenadores más grandes dedicados a la investigación en computación cuántica, con más de 2,000 GPU H100 de Nvidia y más de 500 nodos conectados por InfiniBand y impulsados ​​por la plataforma CUDA-Q.

La segunda supercomputadora estará en Dinamarca, donde la Fundación Novo Nordisk liderará el despliegue de un DGX SuperPOD, la infraestructura del centro de datos de inteligencia artificial de Nvidia. Costa dijo que una parte importante de esta máquina se dedicará a la investigación en computación cuántica en consonancia con el plan nacional de Dinamarca para avanzar en la tecnología.

Estas implementaciones son similares al papel de Nvidia en Centro de Investigación de Supercomputación Pawsey de Australia. Nvidia y Pawsey anunciaron el mes pasado que la supercomputadora del Centro Nacional de Innovación en Supercomputación y Computación Cuántica ejecutará CUDA-Q en los superchips Grace Hopper de Nvidia.

soporte de control de calidad

Además, en el frente cuántico esta semana de Nvidia: mientras el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología se prepara para finalizar sus algoritmos estándar iniciales de criptografía poscuántica a finales de este año, Nvidia está poniendo en juego sus recursos informáticos de GPU para ayudar a que el uso de PQC sea más práctico. . La compañía está lanzando una biblioteca de software llamada CuPQC que contiene las primitivas matemáticas que serán necesarias para implementar el cifrado cuántico seguro de una manera práctica, ya que algunas infraestructuras informáticas pueden ejecutar estos algoritmos demasiado lento para que sean efectivos, dijo Costa. “Buscamos permitir que esta comunidad no solo acelere los algoritmos actuales (aquellos que están estandarizados por el NIST) sino también desarrolle e investigue más algoritmos cuánticos seguros con el rendimiento de las GPU de Nvidia detrás de ellos para que puedan ser prácticos para implementar."

Académico CUDA-Q

Finalmente, Nvidia también dijo esta semana que ha estado trabajando con muchas universidades para desarrollar una serie de módulos y cursos para ayudar a una amplia gama de estudiantes y profesionales de diferentes sectores a comprender cómo interactuar y trabajar con computadoras cuánticas. Estos módulos y otros contenidos ahora estarán disponibles bajo el nombre CUDA-Q Academic, tanto a través de las universidades como digitalmente.

Dan O'Shea ha cubierto telecomunicaciones y temas relacionados, incluidos semiconductores, sensores, sistemas minoristas, pagos digitales y computación/tecnología cuántica durante más de 25 años.

Categorías:
la seguridad cibernética, Educación, computación cuántica, la investigación, software

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