Nvidia는 전 세계 슈퍼컴퓨팅 센터에서 오픈 소스 플랫폼인 Nvidia CUDA-Q를 통해 양자 컴퓨팅 이니셔티브를 가속화한다고 발표했습니다. 독일, 일본, 폴란드의 슈퍼컴퓨팅 사이트는 이 플랫폼을 활용하여 Nvidia 가속 고성능 컴퓨팅 시스템의 양자 처리 장치(QPU)를 향상시킬 것입니다. 또한 Nvidia는 세계적으로 9대의 새로운 슈퍼컴퓨터가 Nvidia Grace Hopper 슈퍼칩을 이용해 과학 연구와 발견을 가속화하고 있으며, 총 200 엑사플롭(초당 200 퀸틸리언 계산)의 에너지 효율적인 AI 처리 능력을 제공한다고 밝혔습니다.
QPU는 양자 컴퓨터의 핵심으로, 전자나 광자와 같은 입자 행동을 활용하여 기존 프로세서보다 훨씬 빠르게 계산을 수행합니다. 독일 유리히 슈퍼컴퓨팅 센터(JSC)에서는 IQM Quantum Computers가 개발한 QPU가 Nvidia GH200 Grace Hopper 슈퍼칩으로 구동되는 주피터 슈퍼컴퓨터를 보완할 것입니다. 일본의 ABCI-Q 슈퍼컴퓨터는 국립첨단산업과학기술연구소(AIST)에 위치하며, 일본의 양자 컴퓨팅 노력을 발전시키는 것을 목표로 하며, QuEra의 QPU를 통합하여 Nvidia Hopper 아키텍처로 운영됩니다.
폴란드의 포즈난 슈퍼컴퓨팅 및 네트워킹 센터(PSNC)는 Nvidia Hopper로 가속화된 새로운 슈퍼컴퓨터 파티션과 통합된 ORCA Computing의 두 개의 광자 QPU를 설치했습니다. Nvidia의 양자 및 HPC 담당 이사인 Tim Costa는 "양자 컴퓨팅은 양자 및 GPU 슈퍼컴퓨팅의 통합을 통해 발전할 것입니다"라고 말했습니다. "우리 플랫폼은 AIST, JSC, PSNC와 같은 기관이 과학 탐구의 경계를 넓히도록 돕습니다."
ABCI-Q에 통합된 QPU를 통해 AIST 연구자들은 AI, 에너지, 생물학 분야에서 양자 응용 프로그램을 탐구하게 되며, 레이저 빛에 의해 제어되는 루비듐 원자를 큐빗으로 활용하여 정확한 원자 시계에서 사용되는 동일한 원자를 이용해 확장 가능하고 고충실도의 양자 프로세서를 개발할 수 있습니다. G-QuAT/AIST의 부소장인 Masahiro Horibe는 "일본의 연구자들은 ABCI-Q 양자-고전 가속 슈퍼컴퓨터로 실용적인 양자 컴퓨팅 응용을 발전시킬 것입니다"라고 언급했습니다.
PSNC의 QPU는 두 개의 PT-1 양자 광자 시스템을 이용하여 생물학, 화학 및 기계 학습 분야의 연구를 촉진합니다. 이 시스템은 통신 주파수에서 단일 광자를 큐빗으로 사용하여 표준 통신 구성 요소로 구축된 모듈식 양자 아키텍처를 가능하게 합니다. PSNC CTO인 Krzysztof Kurowski는 "ORCA 및 Nvidia와의 협업이 PSNC에서 새로운 양자-고전 하이브리드 시스템 개발을 위한 독특한 환경을 조성했습니다"라고 말했습니다. "다수의 QPU와 GPU의 원활한 통합 및 프로그래밍은 개발자에게 필수적이며, 양자 가속 슈퍼컴퓨터의 새로운 세대를 여는 기회를 제공합니다."
주피터와 QPU의 통합으로 JSC 연구자들은 화학 시뮬레이션과 최적화 문제를 위한 양자 응용 프로그램에서 혁신할 수 있으며, 이는 양자 컴퓨팅이 고전 슈퍼컴퓨터를 어떻게 향상시킬 수 있는지를 보여줍니다. 이 QPU는 저온에서 인공 원자처럼 작동하는 초전도 큐빗을 사용합니다. JSC 양자 정보 처리 그룹 책임자인 Kristel Michielsen은 "하이브리드 양자-고전 슈퍼컴퓨팅은 양자 컴퓨팅을 더 접근 가능하게 만듭니다"라고 설명했습니다.
CUDA-Q는 오픈 소스이며 QPU 비독점의 양자-고전 가속 슈퍼컴퓨팅 플랫폼으로, QPU를 배치하는 많은 조직들에게 선호받고 있습니다. Nvidia의 Grace Hopper 슈퍼칩은 9개 슈퍼컴퓨팅 센터에서의 과학 연구를 강화할 준비가 되어 있습니다. 새로 추가된 슈퍼컴퓨터로는 프랑스의 EXA1-HE, 폴란드의 Helios, 스위스의 Alps 등이 있습니다.
Ian Buck, Nvidia의 하이퍼스케일 및 HPC 부사장은 "AI에 활용할 때 Grace Hopper 시스템은 기후 연구, 약물 발견 및 다양한 분야의 혁신을 가속화하는 데 필수적입니다"라고 언급했습니다. 또한 브리스톨 대학교의 Isambard-AI 및 Isambard 3와 로스앨라모스 국립연구소, 텍사스 고급 컴퓨팅 센터의 시설들이 Grace Superchips 및 Hopper 아키텍처를 활용하는 Nvidia Arm 기반 슈퍼컴퓨터의 확장 네트워크에 포함되어 있습니다.
국가들이 주권 AI의 중요성을 인식함에 따라, 자국에서 관리되는 데이터 및 인프라에 대한 투자가 효율적인 AI 구동 슈퍼컴퓨터 개발을 가속화하고 있습니다. Nvidia의 NVLink-C2C 상호 연결 기술을 사용하는 GH200은 전 세계의 여러 과학 슈퍼컴퓨팅 센터를 위한 동력이 되어, 설치에서 운영 과학으로의 빠른 전환을 돕고 있습니다.
Isambard-AI의 초기 단계는 168개의 Nvidia GH200 슈퍼칩으로 장착된 HPE Cray 슈퍼컴퓨팅 EX2500을 특징으로 하여, 지금까지 가장 효율적인 슈퍼컴퓨터 중 하나로 자리 잡고 있습니다. 올 여름 추가로 5,280개의 Nvidia Grace Hopper 슈퍼칩이 추가될 예정이어서 성능이 크게 향상될 것으로 기대됩니다.
"Isambard-AI는 영국을 AI 분야의 선두주자로 자리매김하게 하여, 국내외에서 개방형 과학 혁신을 증진시키고 있습니다"라고 브리스톨 대학교의 Simon McIntosh-Smith가 밝혔습니다. "Nvidia와의 협력 덕분에 우리는 Phase 1을 신속하게 제공할 수 있었으며, 데이터 분석, 약물 발견 및 기후 연구에서 크게 발전할 수 있었습니다."
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