芯東西（公眾號：aichip001）
作者 | ?ZeR0
編輯 | ?漠影
芯東西2月21日報道，NVIDIA于2月18日宣布，澳大利亞超算研究中心將在其國家超算和量子計算創(chuàng)新中心使用由NVIDIA Grace Hopper超級芯片加速的NVIDIA CUDA Quantum平臺，來運行最先進的量子計算模擬。
據(jù)澳大利亞國家科學機構(gòu)聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織（CSIRO）估算，量子計算每年能夠為澳大利亞市場帶來價值25億澳元的機會，到2040年有可能創(chuàng)造1萬個新就業(yè)崗位。為實現(xiàn)這一目標，需將量子計算引入到其他科學領(lǐng)域，例如應(yīng)用于天文學、生命科學、醫(yī)學、金融等。
NVIDIA高性能計算和量子計算總監(jiān)Tim Costa談道：“無論是開發(fā)算法、設(shè)計設(shè)備還是發(fā)明強大的糾錯、校準和控制方法，高性能模擬對于研究人員應(yīng)對量子計算領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)至關(guān)重要。CUDA Quantum與NVIDIA Grace Hopper超級芯片一起幫助Pawsey超算研究中心等創(chuàng)新機構(gòu)實現(xiàn)這些重要突破，加速推動量子集成超級計算走向應(yīng)用。”
超級計算機是量子研發(fā)的基礎(chǔ)。Pawsey超算研究中心致力于為澳大利亞量子社區(qū)及其國際合作伙伴提供NVIDIA Grace Hopper平臺，正在部署8個基于NVIDIA MGX模塊化架構(gòu)的NVIDIA Grace Hopper超級芯片，為NVIDIA CUDA量子平臺提供支持。
Grace Hopper將基于Arm的NVIDIA Grace CPU與基于Hopper架構(gòu)的GPU整合到一個封裝中，并使用NVIDIA NVLink-C2C技術(shù)實現(xiàn)互連，無需傳統(tǒng)CPU-GPU PCIe連接，可在加速器上運行高保真、可擴展的量子模擬，并且能夠與未來的量子硬件基礎(chǔ)設(shè)施無縫對接。
相比最新的PCIe技術(shù)，GPU和CPU之間的帶寬提高了7倍。運行TB級數(shù)據(jù)的應(yīng)用性能也實現(xiàn)了高達10倍的提升，能夠為量子-經(jīng)典研究人員解決世界上最復(fù)雜的問題提供助力。
NVIDIA CUDA Quantum是一個擁有豐富模擬工具并能對混合CPU、GPU、QPU系統(tǒng)進行編程的開源混合量子計算平臺，具有混合量子-高性能計算（HPC）系統(tǒng)的能力。該中心的研究人員將使用CUDA Quantum和專為加速量子計算工作流程而優(yōu)化的軟件開發(fā)工具套件NVIDIA cuQuantum。
Pawsey超算研究中心將部署這套系統(tǒng)，直接在傳統(tǒng)的高性能計算系統(tǒng)上運行量子工作負載，充分利用這些系統(tǒng)的處理能力，并開發(fā)出能夠智能地將計算劃分到經(jīng)典內(nèi)核和量子內(nèi)核的混合算法，通過量子設(shè)備實現(xiàn)計算效率的提升。該中心將從各種量子變分算法入手，研究量子機器學習、化學模擬、射電天文學圖像處理、金融分析、生物信息學、專用量子模擬器等關(guān)鍵領(lǐng)域。
一個利用AI加速量子計算的典例是，多倫多大學、圣裘德兒童研究醫(yī)院、NVIDIA合作開發(fā)了一種新的基于生成式預(yù)訓練Transformer（GPT）的方法來計算感興趣分子的基態(tài)能量，首次演示了GPT生成的量子工作負載，在Perlmutter超級計算機的GPU上使用CUDA Quantum執(zhí)行，為藥物發(fā)現(xiàn)、材料科學和環(huán)境挑戰(zhàn)打開了新型生成式量子算法（GQAs）的大門。
Pawsey超算研究中心執(zhí)行總監(jiān)Mark Stickells 稱：“Pawsey超算研究中心的研究和試驗臺設(shè)施正在推動澳大利亞乃至全世界的科學探索。NVIDIA的CUDA Quantum平臺將使我們的科學家能夠推動量子計算研究領(lǐng)域突破創(chuàng)新?！?/p>
未來有用的量子計算將以混合形式發(fā)揮價值，作為加速器與超級計算機緊密集成，并協(xié)同編程。
