تعزز Nvidia و Quantum Machines الحوسبة الكمومية الكلاسيكية في GTC

في حدث GTC السنوي ، أعلنت Nvidia عن شراكة مع Quantum Machines في تل أبيب لإنشاء بنية متطورة للحوسبة الكلاسيكية الكمية.

يهدف التعاون إلى إنشاء بنية تحتية مصممة لهذا الغرض للحوسبة الكمومية وحوسبة GPU الفائقة القادرة على تصحيح الخطأ الكمي في الوقت الفعلي. يُعرف باسم DGX Quantum ، ومن المتوقع نشر النظام الأول في مركز الحوسبة الكمومية الإسرائيلي.

>> تابع تغطية Nvidia GTC المستمرة لربيع 2023 من VentureBeat <

لماذا نختار معمارية كمومية كلاسيكية هجينة؟ إنها محاولة لسد فجوة القدرة بينما تظل الحوسبة الكمومية الخالصة قيد الإنشاء. تعمل الجسور الكمومية الكلاسيكية على إقران الخوارزميات أو الأجهزة الكمومية بأنظمة كلاسيكية موجودة ، لذلك يمكن أن يبدأ العمل الهجين هنا والآن.

“إذا كنت تحاول بناء جهاز كمبيوتر ثوري [of the future]قال جنسن هوانغ ، الرئيس التنفيذي لشركة Nvidia ، في مؤتمر صحفي لـ GTC ، لا يزال يتعين عليك استخدام أكثر أجهزة الكمبيوتر ثورية في الوقت الحالي لإنشاء الحقيقة الأساسية لمعرفة ما إذا كان الكمبيوتر الكمومي يولد الإجابات الصحيحة.

قال: “لا يمكنك فقط أن تأخذ الخوارزميات المطورة للحوسبة الكلاسيكية وتعتقد أن ذلك سيكون مناسبًا للكم”.

التحدي الكمومي

تمتلك أجهزة الكمبيوتر الكمومية اليوم عددًا محدودًا من وحدات البت ، وتواجه مشكلات خطيرة في تصحيح الأخطاء. لكن الباحثين يواصلون تطوير خوارزميات كمومية تستغل مثل هذه الحواسيب عندما تتوسع في النهاية.

يعالج DGX Quantum القائم على وحدة معالجة الرسومات من Nvidia هذه التحديات. إنه يطابق نظام Nvidia Grace Hopper مع نموذج البرمجة مفتوح المصدر CUDA Quantum ومع منصة التحكم الكمومي OPX من Quantum Machines.

يتيح هذا المزيج للباحثين إنشاء تطبيقات تدمج الأساليب الكمية مع الحوسبة الكلاسيكية المتطورة ، وتقديم المعايرة ، والتحكم ، وتصحيح الخطأ الكمي ، والخوارزميات الهجينة.

في جي تي سي ، حذر تيموثي كوستا ، مدير HPC ومنتجات الحوسبة الكمومية في Nvidia ، من أن تحقيق الميزة الكمية مهمة صعبة تتطلب حلولًا للعديد من التحديات المفتوحة.

يتمثل أحد التحديات في إجراء تصحيح الخطأ على مئات الآلاف إلى ملايين من الكيوبتات ، الأمر الذي يتطلب حوسبة بيتاسكال وزمن انتقال مثالي بين الحوسبة و QPU خلال فترة تماسك الكيوبت.

هناك صعوبة أخرى تتمثل في أنه يجب معايرة كل كيوبت باستخدام العديد من المعلمات المستقلة التي تحتاج إلى تحسين. وهنا يأتي دور DGX Quantum.

قال إيتامار سيفان ، الرئيس التنفيذي والشريك المؤسس لشركة Quantum Machines ، إن نظام DGX Quantum لديه القدرة على الحد بشكل كبير من الحواجز التي تحول دون الحوسبة عالية الأداء والبنية التحتية للحوسبة الكمومية. ويتوقع أن هذا التكامل سيمكن البنية التحتية الكمية من التوسع بشكل أسرع وتلبية الطلب المتزايد على الحوسبة الكمية.

حالات الحوسبة الكمومية

إن العمل الكلاسيكي الكمي المتوقع في مركز الحوسبة الكمومية الإسرائيلي يربط بين اتجاه الحكومات للمساعدة في رعاية مبادرات الكم. استثمرت 17 دولة على الأقل في برامج وطنية لأبحاث وتطوير تكنولوجيا الكم ، وفقًا لتقرير صادر عن المنتدى الاقتصادي العالمي. تقوم الحكومات في جميع أنحاء العالم باستثمارات كبيرة لدعم معاهد البحوث في تطوير تكنولوجيا الحوسبة الكمومية. تعد الصين والولايات المتحدة وأستراليا ودول الاتحاد الأوروبي من بين أولئك الذين يستثمرون في مبادرات الحوسبة الكمية.

أعلنت الحكومة الكندية مؤخرًا عن خطة لاستثمار ما لا يقل عن 355 مليون دولار أمريكي في المواهب الكمية ، وتطوير تطبيق تكنولوجيا الكم وتسويق الحوسبة الكمومية كجزء من استراتيجية الكم الوطنية الجديدة. وبالمثل ، أعلنت المملكة المتحدة عن إطار تنظيمي لدعم الابتكار في تقنيات الكم والاستخدام الأخلاقي لها.

وفي الوقت نفسه ، تعمل جامعات مثل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة برينستون وجامعة واترلو بشكل تعاوني على تطوير نماذج أولية للحاسوب الكمومي.

Nvidia كمنصة كمومية

تلعب Nvidia دورًا رئيسيًا في الحوسبة الكمومية ، وتفتخر بالفعل بقائمة طويلة من العروض التي تهدف إلى تسريع البحث الكمي ، وتصميم الخوارزمية ، وتطوير التطبيقات واكتشافها ، ومواجهة التحدي المتمثل في بناء أجهزة كمبيوتر عملاقة متكاملة – وبالتالي اتخاذ الخطوات الأولى لتقديم وعد الحوسبة الكمومية على مستوى الصناعة.

باستخدام منصة Nvidia الكمومية ، يمكن للباحثين محاكاة المعالجات الكمومية على نطاق واسع وبأداء يتجاوز بكثير ما يمكن تحقيقه على المعالجات الكمومية اليوم. سيمكنهم ذلك من تصميم وتطوير خوارزميات كم أفضل لمعالجات الغد. يمكن لمطوري الكم CUDA اكتشاف واختبار التطبيقات الكلاسيكية الكمومية المتكاملة ، باستخدام وحدات المعالجة المركزية ، ووحدات معالجة الرسومات ، ومحاكاة QPS ، و QPS المادية معًا ، كل منهم يتعامل مع أجزاء سير العمل التي يقوم بها بشكل أفضل.

والآن ، مع إضافة DGX Quantum ، يمكن للعملاء نشر أنظمة كمومية متكاملة بإحكام قادرة على استخدام حوسبة GPU في الوقت الحقيقي لجعل تصحيح الأخطاء والتحكم في المعايرة والخوارزميات الهجينة ممكنًا على نطاق واسع.

حتى يأتي الكم

أشار كوستا من Nvidia إلى أن منصة Nvidia الكمومية تركز على التمكين والتعاون مع الاقتصاد المرتبط بالحوسبة الكمية بالكامل ، والذي توسع بسرعة على مدار العامين الماضيين. دخلت Nvidia في شراكة مع منشئي الأجهزة الكمومية وشركات البرمجيات وأطر المحاكاة ، بالإضافة إلى بناة النظم والمتكاملين ، ومقدمي خدمات الطاقة CSPs ومراكز البحث في جميع أنحاء العالم. من بين شركاء Nvidia الكميين خارج آلات الكم الحوسبة الذرية و IonQ و Oxford Quantum Circuits.

في GTC ، أشار الرئيس التنفيذي لشركة Nvidia Huang إلى أن “مجتمع البحث الكمي ومجتمع التنمية ينبضان بالحيوية حقًا في جميع أنحاء العالم. هناك الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام لحلها “.

ومع ذلك ، حذر من أنه “ما زال أمامنا عقد وعقدان من الزمن لامتلاك أنظمة كمومية مفيدة على نطاق واسع.”

حتى عندما تأتي هذه الأنظمة ، فمن المحتمل أن تظل الأنظمة الهجينة الكمومية تعمل.