Nvidiaは、オープンソースプラットフォーム「Nvidia CUDA-Q」を通じて、世界中のスーパーコンピューティングセンターでの量子コンピューティングの取り組みを加速すると発表しました。ドイツ、日本、ポーランドのスーパーコンピューティングサイトは、このプラットフォームを活用して、Nvidiaによる高性能コンピューティングシステムの量子処理ユニット（QPU）を強化します。さらに、Nvidiaは、全世界で新たに9台のスーパーコンピュータがNvidia Grace Hopper Superchipsを使用して、科学研究と発見を迅速化していると明らかにしました。これらは合計200 exaflops、すなわち200京回の計算を毎秒行うエネルギー効率の高いAI処理能力を提供します。
QPUは量子コンピュータの中心的な役割を果たし、電子や光子などの粒子の挙動を利用して、従来のプロセッサよりもはるかに速く計算を行います。ドイツのユリッヒスーパーコンピューティングセンター（JSC）では、IQM Quantum Computersが開発したQPUが、Nvidia GH200 Grace Hopper Superchipを搭載したジュピタースーパーコンピュータを補完します。日本のABCI-Qスーパーコンピュータは、国立研究開発法人産業技術総合研究所（AIST）に位置し、量子コンピューティングの推進を目指しています。こちらもNvidia Hopperアーキテクチャによって動力を供給され、QuEraのQPUも組み込まれます。
ポーランドのポズナンスーパーコンピューティングおよびネットワークセンター（PSNC）では、ORCA Computingによって開発された2つの光量子プロセッサ（QPUs）が、Nvidia Hopperによって加速された新たなスーパーコンピュータパーティションに組み込まれています。
Nvidiaの量子およびHPC担当ディレクター、ティム・コスタは「量子コンピューティングは量子とGPUスーパーコンピューティングの統合を通じて発展する」と述べています。「私たちのプラットフォームは、AIST、JSC、PSNCのような機関が科学的探求の限界を押し広げることを可能にします。」
ABCI-QにQPUが統合されることで、AISTの研究者はAI、エネルギー、生物学における量子応用を探索します。これは、レーザー光で制御されたルビジウム原子をキュービットとして利用するもので、精密な原子時計に使用される同一の原子です。マサヒロ・ホリベG-QuAT/AIST副所長は「日本の研究者がABCI-Q量子古典加速スーパーコンピュータを使い、実用的な量子コンピューティングを進展させる」と語ります。
PSNCのQPUsは、2つのPT-1量子フォトニクスシステムを用いて、生物学、化学、機械学習の研究を促進します。これらのシステムは、テレコム周波数の単一光子をキュービットとして使用し、標準のテレコムコンポーネントから構築されたモジュラー量子アーキテクチャを実現します。
PSNCのCTO、クリストフ・クロルスキーは「ORCAとNvidiaとのコラボレーションにより、PSNCで新しい量子古典ハイブリッドシステムを構築する独自の環境が生まれました」と語り、多数のQPUsおよびGPUのシームレスな統合とプログラミングが開発者にとって重要であり、新しい世代の量子加速スーパーコンピュータに扉を開くことを強調しています。
ジュピターへのQPUの統合により、JSCの研究者は化学シミュレーションや最適化の課題における量子応用の革新を可能にし、量子コンピューティングが古典的なスーパーコンピュータの能力をどのように向上させるかを示しています。このQPUは超伝導キュービットで動作し、低温下で人工原子として機能します。
「ハイブリッド量子古典スーパーコンピューティングは量子コンピューティングをよりアクセスしやすくします」と、JSC量子情報処理グループのリーダー、クリステル・ミヒエルセンは述べています。
CUDA-Qは、オープンソースでQPUに依存しない量子古典加速スーパーコンピューティングプラットフォームとして、多くの組織に選ばれています。NvidiaのGrace Hopper Superchipsは、9つのスーパーコンピューティングセンターで科学研究を加速する準備が整っています。新たに加わる拠点には、フランスのEXA1-HE、ポーランドのHelios、スイスのAlpsなどがあります。
「AIに利用されると、Grace Hopperシステムは気候研究、医薬品発見、様々な分野のブレークスルーの加速において重要です」と、NvidiaのハイパースケールおよびHPC担当副社長、イアン・バックは指摘しています。
さらに、ブリストル大学のIsambard-AIとIsambard 3、ロスアラモス国立研究所、テキサス高度コンピューティングセンターの施設も、Grace SuperchipsとHopperアーキテクチャを活用したNvidia Armベースのスーパーコンピュータの拡大するネットワークの一部を形成しています。
各国が主権AIの重要性を認識する中、国内で制御されたデータとインフラへの投資が進み、効率的なAI駆動のスーパーコンピュータの開発が加速しています。
NvidiaのNVLink-C2C相互接続技術を使用して、GH200は世界中の多くの科学スーパーコンピューティングセンターの動力源として機能し、設置から運用科学への迅速な移行を促進します。Isambard-AIの初期段階には、168のNvidia GH200 Superchipsを搭載したHPE Cray Supercomputing EX2500が含まれ、これまでで最も効率的なスーパーコンピュータの一つとされています。さらに、今夏に5,280のNvidia Grace Hopper Superchipsが追加される予定で、性能が大幅に向上する見込みです。
「Isambard-AIは、イギリスをAIのリーダーとして位置付け、国内外でオープンサイエンスの革新を促進します」と、ブリストル大学のサイモン・マッキントッシュ＝スミスは述べています。「Nvidiaとのコラボレーションにより、第一段階の迅速な実現が可能となり、データ分析、医薬品発見、気候研究において大きな進展を遂げています。」
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