양자 컴퓨팅: 기술의 새로운 전선
양자 컴퓨팅은 기술의 다음 진화를 의미하지만, 여전히 미지의 영역에 있습니다. 연구자들은 오류 수정, 확장성, 비용, 고성능 시뮬레이션을 실행할 수 있는 고급 하드웨어 및 소프트웨어 개발 등 많은 도전에 직면해 있습니다.
최첨단 분야의 과학 탐색을 촉진하기 위해 Nvidia는 양자 애플리케이션과 알고리즘을 클라우드에서 구축하고 테스트할 수 있는 플랫폼인 Quantum Cloud를 출시했습니다.
Nvidia Quantum Cloud는 양자 처리 장치(QPU)를 도입하는 기업의 3분의 2가 사용하는 오픈 소스 CUDA-Q 양자 컴퓨팅 플랫폼에 기반하고 있습니다. Nvidia의 HPC 및 양자 컴퓨팅 이사인 Tim Costa는 “양자 컴퓨팅은 가장 뛰어난 인재들이 발전시켜야 할 혁신적인 전선입니다.”라고 강조했습니다.
양자 탐색 가속화
Nvidia는 Quantum Cloud를 통해 양자 탐색의 장벽을 허물고자 합니다. 이 플랫폼은 여러 혁신적인 기능을 포함하고 있습니다:
- 생성적 양자 고유 해결사: 토론토 대학교와 협력하여 개발된 이 기술은 대형 언어 모델(LLM)을 활용하여 분자의 기초 상태 에너지를 신속하게 발견하고 가장 안정적인 구성을 효율적으로 식별합니다.
- QC Ware Promethium: 복잡한 양자 화학 문제, 특히 분자 시뮬레이션을 해결하는 도구입니다.
- Classiq와 CUDA-Q 통합: 이 기능은 양자 연구자들이 대규모 프로그램을 생성하고 양자 회로를 평가하는 데 도움을 줍니다.
Costa는 Quantum Cloud의 미션을 강조하며, "세계의 과학자들이 양자 컴퓨팅을 활용해 아이디어를 현실로 바꾸도록 지원하는 것"이라고 설명했습니다.
Nvidia의 양자 에코시스템
Nvidia는 160개의 파트너로 구성된 방대한 양자 컴퓨팅 에코시스템을 구축했습니다. Google Cloud, Microsoft Azure, Oracle Cloud, IonQ, IQM Quantum Computers, OQC, ORCA Computing, qBraid, Quantinuum과 같은 선도적인 기술 기업들이 Quantum Cloud를 서비스에 통합하고 있습니다.
예를 들어, HSBC 연구자들은 165 큐비트를 사용하여 디지털 결제 사기를 감지할 수 있는 양자 머신 러닝(ML) 애플리케이션을 개발했습니다. 이는 대부분의 프로젝트가 40 큐비트 이하를 사용하는 것에 비해 상당한 도약을 의미합니다. 연구자들은 Nvidia GPU에서 CUDA Quantum과 cuTensorNet 소프트웨어를 통해 ML 기법을 활용하여 확장성 문제를 해결했습니다.
Nvidia는 두십여 개의 대학과 협력하여 차세대 컴퓨터 과학자를 양성하고 있으며, CUDA Quantum에 중점을 둔 교육 과정과 자료를 개발하고 있습니다. 또한, QHack 양자 해커톤을 공동 후원하여 인도의 Qkrishi 팀이 CUDA Quantum을 사용해 개선된 배터리 디자인을 위한 소재를 시뮬레이션하여 우승하였습니다.
“전통적 컴퓨터와 양자 컴퓨터 간의 격차를 해소하는 것이 미래에 매우 중요합니다.”라고 카네기 멜론 대학교의 연구 부사장 Theresa Mayer가 언급했습니다. Nvidia의 이니셔티브는 학생과 연구자가 새로운 하이브리드 기술 환경에서 성공할 수 있는 기술을 갖추도록 돕고자 합니다.
글로벌 양자 혁신 지원
Nvidia의 CUDA Quantum 및 관련 기술은 여러 글로벌 양자 프로젝트의 기반이 됩니다:
- QC Ware의 Promethium 양자 화학 패키지를 Nvidia Quantum Cloud와 통합.
- 일본의 산업 기술 종합 연구소에서 진행 중인 ABCI-Q 이니셔티브, 양자 연구를 위해 전용된 대형 슈퍼컴퓨터입니다.
- Novo Nordisk 재단에 의해 배포된 Nvidia DGX SuperPOD.
- 호주 Pawsey 슈퍼컴퓨팅 연구 센터의 NVIDIA Grace Hopper 슈퍼칩에서 CUDA Quantum을 구현.
- Classiq의 새로운 CUDA Quantum 통합으로 연구자들이 최적화된 양자 프로그램을 자동 생성할 수 있습니다.
- ORCA Computing이 영국의 국가 양자 컴퓨팅 센터를 위해 Nvidia GPU 클러스터와 함께 양자 컴퓨팅 테스트베드를 구축하는 노력.
- qBraid의 클라우드 기반 개발 환경, CUDA Quantum 통합으로 개선됩니다.
- BlueQubit의 연구는 Nvidia의 기술이 GPU에서 가장 빠르고 대규모의 양자 에뮬레이션을 제공할 수 있음을 입증합니다.
Nvidia는 양자 기술의 경계를 확장함으로써 컴퓨팅의 혁신적인 발전을 위한 길을 열어가고 있습니다.
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