Nvidia revela serviço de nuvem Quantum, projetos de supercomputadores, suporte PQC e muito mais

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By Dan O'Shea postado em 18 de março de 2024

A Nvidia vem ganhando impulso no setor de computação quântica nos últimos anos, lançando recursos e software quânticos e acumulando parcerias, mas um grande lote de anúncios quânticos vindos do evento Nvidia GTC em San Jose, Califórnia, sugere esta semana que a empresa as ambições quânticas estão aumentando.

Entre esses anúncios está o lançamento da Nvidia Quantum Cloud, uma plataforma de simulação baseada em nuvem baseada na plataforma de integração e programação de computação quântica CUDA-Q de código aberto da empresa, que é usada por três quartos das empresas que implantam unidades de processamento quântico. ou QPUs. Como um microsserviço, ele permite que os usuários criem e testem na nuvem novos algoritmos e aplicativos quânticos – incluindo simuladores e ferramentas poderosas para programação híbrida quântica clássica.

Tim Costa, diretor de HPC e computação quântica da Nvidia, disse que embora existam serviços em nuvem que dão aos usuários acesso direto a QPUs, a Nvidia Quantum Cloud fornecerá acesso em nuvem às ferramentas quânticas e recursos de GPU da Nvidia para executar projetos de simulação e outras tarefas.

“Um dos desafios que queremos enfrentar para a comunidade de investigação quântica é melhorar o acesso aos recursos quânticos”, disse Costa. “Se você olhar para o ecossistema hoje… Estimamos que cerca de 500,000 desenvolvedores quânticos estejam trabalhando, mas existem apenas cerca de 50 QPUs disponíveis publicamente. Seu tempo de atividade é de cerca de 10% a 20%. Eles não têm qubits tolerantes a falhas… E se você começar a olhar para as CPUs como uma alternativa, o que pode levar uma hora em um cluster de GPU levará cerca de 7.5 anos em uma CPU.”

Nvidia Quantum Cloud, agora disponível como uma versão de acesso antecipado, permite que os desenvolvedores compilem localmente qualquer programa CUDA-Q e, em seguida, definam o destino na linha de compilação ou na configuração do seu script Python para Nvidia Quantum Cloud… e então você executa ele é enviado do seu laptop para a Nvidia Quantum Cloud nos recursos da GPU Nvidia e você obtém o resultado em segundos, em vez de 20 minutos a uma hora ou dias ou anos na sua CPU local”, disse Costa. “Portanto, ele realmente fornece acesso contínuo à aceleração da plataforma quântica da Nvidia para qualquer programador quântico.”

Embora a oferta em sua fase de acesso antecipado seja centrada em GPUs, a Nvidia Quantum Cloud também será eventualmente ampliada para incluir suporte de back-end para QPUs de parceiros da Nvidia. “Queremos realmente remover quaisquer barreiras de acesso aqui. Então, se você estiver fazendo pesquisa quântica em GPUs Nvidia, usando-as como um recurso quântico para emulação e simulação, isso estará disponível no primeiro dia deste programa de acesso antecipado”, disse Costa. “Mas, a longo prazo, queremos trazer nossos parceiros e, claro, estamos focados na integração de quantum e clássico juntos, então nossas GPUs e Nvidia Quantum Cloud funcionarão com as QPUs que fornecemos por meio de nossos parceiros como parte de esse suporte de back-end.

A Quantum Cloud também apresenta recursos poderosos e integrações de software de terceiros para acelerar a exploração científica, incluindo:

O Generative Quantum Eigensolver, desenvolvido em colaboração com a Universidade de Toronto, aproveita grandes modelos de linguagem (LLMs) para permitir que um computador quântico encontre a energia do estado fundamental de uma molécula mais rapidamente.
A integração do Classiq com CUDA-Q permite que pesquisadores quânticos gerem programas quânticos grandes e sofisticados, bem como analisem e executem circuitos quânticos profundamente.
QC Ware Promethium aborda problemas complexos de química quântica, como simulação molecular.

Projetos de supercomputadores

Além do novo serviço em nuvem, a Nvidia anunciou envolvimento em dois projetos de supercomputadores com foco quântico. O primeiro e maior dos dois é o ABCI-Q supercomputador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada do Japão. Quando concluído, será um dos maiores supercomputadores dedicados à pesquisa em computação quântica, com mais de 2,000 GPUs H100 da Nvidia e mais de 500 nós conectados por InfiniBand e alimentados pela plataforma CUDA-Q.

O segundo supercomputador estará na Dinamarca, onde a Fundação Novo Nordisk liderará a implantação de um DGX SuperPOD, a infraestrutura de data center de IA da Nvidia. Costa disse que uma parte significativa desta máquina será dedicada à investigação em computação quântica, em alinhamento com o plano nacional da Dinamarca para o avanço da tecnologia.

Essas implantações são semelhantes ao papel da Nvidia em Centro de Pesquisa de Supercomputação Pawsey da Austrália. Nvidia e Pawsey anunciaram no mês passado que o supercomputador do National Supercomputing and Quantum Computing Innovation Hub rodará CUDA-Q nos Superchips Grace Hopper da Nvidia.

Suporte PQC

Além disso, na frente quântica desta semana da Nvidia: enquanto o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia se prepara para finalizar seus algoritmos padrão de criptografia pós-quântica iniciais ainda este ano, a Nvidia está colocando seus recursos de computação GPU em ação para ajudar a tornar o uso do PQC mais prático . A empresa está lançando uma biblioteca de software chamada CuPQC que contém os primitivos matemáticos que serão necessários para implementar a criptografia quântica segura de forma prática, já que algumas infraestruturas de computação podem executar esses algoritmos muito lentamente para que sejam eficazes, disse Costa. “Queremos permitir que esta comunidade não apenas acelere os algoritmos atuais – aqueles que estão sendo padronizados pelo NIST – mas também desenvolva e pesquise algoritmos mais seguros quânticos com o desempenho das GPUs Nvidia por trás deles, para que possam ser práticos para implemento."

CUDA-Q Acadêmico

Por fim, a Nvidia também disse esta semana que tem trabalhado com muitas universidades para desenvolver uma série de módulos e cursos para ajudar uma ampla gama de estudantes e profissionais de diferentes setores a entender como interagir e trabalhar com computadores quânticos. Estes módulos e outros conteúdos estarão agora disponíveis sob o nome CUDA-Q Academic, tanto nas universidades quanto digitalmente.

Dan O'Shea cobriu telecomunicações e tópicos relacionados, incluindo semicondutores, sensores, sistemas de varejo, pagamentos digitais e computação/tecnologia quântica por mais de 25 anos.

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cíber segurança, Educação, Computação quântica, pesquisa, Programas