Компания NVIDIA объявила о запуске платформы облачных микросервисов Quantum Cloud, которая поможет учёным и разработчикам проводить исследования в сфере квантовых вычислений для различных областей, включая химию, биологию и материаловедение.

В основу Quantum Cloud легла NVIDIA CUDA Quantum — открытая платформа, предназначенная для интеграции и программирования CPU, GPU и квантовых процессоров (QPU). Она даёт возможность выполнять сложные симуляции квантовых схем.

На базе микросервисов Quantum Cloud пользователи смогут непосредственно в облаке создавать и тестировать новые квантовые алгоритмы и приложения. Это могут быть, в частности, гибридные квантово-классические системы. Утверждается, что Quantum Cloud обладает развитыми возможностями и поддерживает интеграцию стороннего ПО для ускорения научных исследований.

Источник изображения: NVIDIA

В состав Quantum Cloud входит компонент Generative Quantum Eigensolver, разработанный в сотрудничестве с Университетом Торонто: он использует большие языковые модели (LLM), позволяющие квантовому компьютеру быстрее находить энергию основного состояния молекулы. Интеграция решений израильского стартапа Classiq помогает исследователям создавать большие и сложные квантовые программы, а также проводить глубокий анализ квантовых схем. В свою очередь, инструмент QC Ware Promethium решает сложные задачи квантовой химии, такие как молекулярное моделирование.

«Квантовые системы представляют собой следующий революционный рубеж в сфере вычислений. Quantum Cloud устраняет барьеры на пути изучения этой преобразующей технологии и позволяет любому учёному в мире использовать возможности квантовых вычислений и воплощать свои идеи в реальность», — говорит Тим Коста (Tim Costa), руководитель NVIDIA по направлению HPC и квантовых вычислений.

Компания NVIDIA сообщила о том, что её технологии лягут в основу нового японского суперкомпьютера ABCI-Q, предназначенного для проведения исследований в области квантовых вычислений. Платформа, в частности, будет использоваться для тестирования гибридных систем, объединяющих классические и квантовые технологии.

Развёртыванием комплекса займётся корпорация Fujitsu. Машина расположится в суперкомпьютерном центре ABCI (AI Bridging Cloud Infrastructure) Национального института передовых промышленных наук и технологий Японии (AIST). Ввод ABCI-Q в эксплуатацию намечен на начало 2025 года.

В состав суперкомпьютера войдут более 500 узлов, насчитывающих в общей сложности свыше 2000 ускорителей NVIDIA H100. Говорится о применении интерконнекта NVIDIA Quantum-2 InfiniBand, а также NVIDIA CUDA Quantum — открытой платформы для интеграции и программирования CPU, GPU и квантовых процессоров (QPU). Комплекс ABCI-Q проектируется с прицелом на возможность добавления будущих аппаратных компонентов для квантовых вычислений.

Источник изображения: NVIDIA

Ожидается, что ABCI-Q позволит проводить высокоточное квантовое моделирование в рамках исследовательских проектов в различных отраслях. Учёные смогут тестировать приложения нового типа с целью ускорения их практического внедрения. Кроме того, специалисты смогут прорабатывать передовые алгоритмы для решения специфичных задач. NVIDIA и AIST также планируют сотрудничать при разработке промышленных приложений на базе ABCI-Q.

В целом, ABCI-Q является частью стратегии Японии в области квантовых технологий, задачей которой является создание новых возможностей для бизнеса и общества, а также получение выгоды от квантовых технологий, в том числе посредством исследований в области ИИ, энергетики и биологии.

Австралийский суперкомпьютерный центр Pawsey начнёт использовать решение NVIDIA CUDA Quantum — открытую платформу для интеграции и программирования CPU, GPU и квантовых компьютеров (QPU). Ожидается, что это поможет ускорить развитие перспективного направления квантовых вычислений.

Pawsey развернёт в своём Национальном центре инноваций в области суперкомпьютеров и квантовых вычислений восемь узлов с суперчипами NVIDIA GH200. Эти изделия содержат 72-ядерный Arm-процессор Grace и ускоритель H100 с 96 Гбайт HBM3. Объём общей для обоих кристаллов памяти составляет 576 Гбайт (480 Гбайт LPDDR5x). Кристаллы соединены между собой шиной NVLink-C2C, обеспечивающей пропускную способность 900 Гбайт/с.

Сообщается, что узлы проектируемой системы будут использовать модульную архитектуру NVIDIA MGX, которая предназначена для построения HPC-систем и комплексов ИИ. Предполагается, что высокопроизводительная гибридная платформа с CPU, GPU и QPU позволит выполнять высокоточные и гибко масштабируемые квантовые симуляции. В рамках проекта будет применяться специализированное ПО NVIDIA cuQuantum для разработки квантовых решений.

Источник изображения: NVIDIA

Национальное научное агентство Австралии (CSIRO) оценивает размер внутреннего рынка квантовых вычислений в $2,5 млрд в год с потенциалом создания до 10 тыс. новых рабочих мест к 2040-му. Для достижения таких показателей необходимо внедрение квантовых вычислений в различных областях, включая астрономию, науки о жизни, медицину, финансы и пр.

Компания IQM опубликовала отчёт State of Quantum 2024 Report, в котором оценивается развитие глобальной отрасли квантовых вычислений. Объём венчурного финансирования в рассматриваемой сфере по итогам 2023 года составил около $1,2 млрд. Это в два раза меньше по сравнению с результатом за предыдущий год, когда инвестиции достигали $2,4 млрд.

Авторы исследования отмечают, что столь резкое падение объясняется несколькими причинами. Многие инвесторы переключили своё внимание на стремительно развивающийся рынок генеративного ИИ. Кроме того, на фоне сложной макроэкономической обстановки компании и фонды стали более осторожно подходить к финансированию стартапов.

Источник изображений: IQM

В исследовании говорится, что в 2023-м инвестиции в квантовые технологии на американском рынке рухнули на 80 % — с $1,4 млрд до $240 млн. В Азиатско-Тихоокеанском регионе зафиксировано падение на 17 % по сравнению с 2022 годом — с $260 млн до $217 млн. Вместе с тем на рынке EMEA (Европа, Ближний Восток и Африка) отмечен рост на 3 % — с $762 млн до $781 млн. Авторы отчёта подчёркивают, что наблюдающаяся тенденция не означает наступление «квантовой зимы». Отрасль продолжает развиваться, но более медленными темпами.

«Это связано со смещением приоритетов в сторону генеративного ИИ. Если раньше организации условно тратили $10 на инновации в области квантовых технологий, то теперь они тратят $5. Компании не отказываются от квантовых технологий, но понимают, что ИИ может принести выгоду быстрее», — отмечает вице-президент Gartner Research Мэтью Брисс (Matthew Brisse).

В 2023 году отмечен заметный прогресс в квантовой сфере. Например, IBM представила процессор Condor с 1121 кубитом, а NVIDIA анонсировала проект по созданию передовой лаборатории квантовых вычислений. В целом, как отмечается, понимание потенциала квантовых вычислений растёт, причём финансовые приложения, квантовая химия, моделирование и криптография считаются наиболее многообещающими направлениями развития.

Компания NVIDIA в партнёрстве с Quantum Machines анонсировала DGX Quantum — первую систему, объединяющую GPU и квантовые вычисления. Решение использует новую открытую программную платформу CUDA Quantum. Утверждается, что система предоставляет революционно архитектуру для исследователей, работающими с гибридными вычислениями с низкой задержкой.

NVIDIA DGX Quantum объединяет средства ускоренных вычислений на базе Grace Hopper (Arm-процессор + ускоритель H100), модели программирования с открытым исходным кодом CUDA Quantum и передовую квантовую управляющую платформу Quantum Machines OPX+. Такая комбинация позволяет создавать ресурсоёмкие приложения, сочетающие квантовые вычисления с современными классическими вычислениями. При этом в числе прочего обеспечивается работа гибридных алгоритмов и коррекция ошибок.

Источник изображения: NVIDIA

Представленное решение предполагает соединение Grace Hopper и Quantum Machines OPX+ посредством интерфейса PCIe. Это обеспечивает задержку менее микросекунды между ускорителем и блоками квантовой обработки (QPU). Отмечается, что OPX+ — это универсальная система квантового управления. Таким образом, можно максимизировать производительность QPU и предоставить разработчикам новые возможности при использовании квантовых алгоритмов. Системы Grace Hopper и OPX+ можно масштабировать в соответствии с потребностями — от QPU с несколькими кубитами до суперкомпьютера с квантовым ускорением.

Источник изображения: NVIDIA

О намерении интегрировать CUDA Quantum в свои платформы уже заявили компании по производству квантового оборудования Anyon Systems, Atom Computing, IonQ, ORCA Computing, Oxford Quantum Circuits и QuEra, разработчики ПО Agnostiq и QMware, а также некоторые суперкомпьютерные центры.