芯東西（公眾號(hào)：aichip001）
作者 | ?ZeR0
編輯 | ?漠影
芯東西2月21日?qǐng)?bào)道，NVIDIA于2月18日宣布，澳大利亞超算研究中心將在其國(guó)家超算和量子計(jì)算創(chuàng)新中心使用由NVIDIA Grace Hopper超級(jí)芯片加速的NVIDIA CUDA Quantum平臺(tái)，來運(yùn)行最先進(jìn)的量子計(jì)算模擬。
據(jù)澳大利亞國(guó)家科學(xué)機(jī)構(gòu)聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）估算，量子計(jì)算每年能夠?yàn)榘拇罄麃喪袌?chǎng)帶來價(jià)值25億澳元的機(jī)會(huì)，到2040年有可能創(chuàng)造1萬個(gè)新就業(yè)崗位。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需將量子計(jì)算引入到其他科學(xué)領(lǐng)域，例如應(yīng)用于天文學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、金融等。
NVIDIA高性能計(jì)算和量子計(jì)算總監(jiān)Tim Costa談道：“無論是開發(fā)算法、設(shè)計(jì)設(shè)備還是發(fā)明強(qiáng)大的糾錯(cuò)、校準(zhǔn)和控制方法，高性能模擬對(duì)于研究人員應(yīng)對(duì)量子計(jì)算領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)至關(guān)重要。CUDA Quantum與NVIDIA Grace Hopper超級(jí)芯片一起幫助Pawsey超算研究中心等創(chuàng)新機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這些重要突破，加速推動(dòng)量子集成超級(jí)計(jì)算走向應(yīng)用?！?/p>
超級(jí)計(jì)算機(jī)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(guó)際合作伙伴提供NVIDIA Grace Hopper平臺(tái)，正在部署8個(gè)基于NVIDIA MGX模塊化架構(gòu)的NVIDIA Grace Hopper超級(jí)芯片，為NVIDIA CUDA量子平臺(tái)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(gè)封裝中，并使用NVIDIA NVLink-C2C技術(shù)實(shí)現(xiàn)互連，無需傳統(tǒng)CPU-GPU PCIe連接，可在加速器上運(yùn)行高保真、可擴(kuò)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(duì)接。
相比最新的PCIe技術(shù)，GPU和CPU之間的帶寬提高了7倍。運(yùn)行TB級(jí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用性能也實(shí)現(xiàn)了高達(dá)10倍的提升，能夠?yàn)榱孔?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(gè)擁有豐富模擬工具并能對(duì)混合CPU、GPU、QPU系統(tǒng)進(jìn)行編程的開源混合量子計(jì)算平臺(tái)，具有混合量子-高性能計(jì)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(jì)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(jì)算系統(tǒng)上運(yùn)行量子工作負(fù)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(jì)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(shí)現(xiàn)計(jì)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(jī)器學(xué)習(xí)、化學(xué)模擬、射電天文學(xué)圖像處理、金融分析、生物信息學(xué)、專用量子模擬器等關(guān)鍵領(lǐng)域。
一個(gè)利用AI加速量子計(jì)算的典例是，多倫多大學(xué)、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(xùn)練Transformer（GPT）的方法來計(jì)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(fù)載，在Perlmutter超級(jí)計(jì)算機(jī)的GPU上使用CUDA Quantum執(zhí)行，為藥物發(fā)現(xiàn)、材料科學(xué)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(yàn)臺(tái)設(shè)施正在推動(dòng)澳大利亞乃至全世界的科學(xué)探索。NVIDIA的CUDA Quantum平臺(tái)將使我們的科學(xué)家能夠推動(dòng)量子計(jì)算研究領(lǐng)域突破創(chuàng)新。”
未來有用的量子計(jì)算將以混合形式發(fā)揮價(jià)值，作為加速器與超級(jí)計(jì)算機(jī)緊密集成，并協(xié)同編程。
