Desbloqueando a Computação Quântica: Como a Nvidia Está Pioneirando Seu Futuro Escalável Além da IA

Computação Quântica: Uma Nova Fronteira da Tecnologia

A computação quântica representa a próxima evolução tecnológica, ainda em grande parte inexplorada. Pesquisadores enfrentam desafios significativos, incluindo correção de erros, escalabilidade, custos e o desenvolvimento de hardware e software avançados para simulações de alto desempenho.

Para impulsionar a exploração científica nesse domínio de ponta, a Nvidia lançou a Quantum Cloud, uma plataforma que permite aos usuários construir e testar aplicações e algoritmos quânticos na nuvem. A Nvidia Quantum Cloud é baseada na plataforma de computação quântica de código aberto CUDA-Q, utilizada por três quartos das empresas que implantam unidades de processamento quântico (QPUs). Segundo Tim Costa, diretor de HPC e Computação Quântica da Nvidia, "a computação quântica apresenta uma fronteira revolucionária que exigirá as mentes mais brilhantes para avançar."

Acelerando a Exploração Quântica

A Nvidia busca eliminar barreiras à exploração quântica com sua Quantum Cloud, que inclui várias capacidades inovadoras:

- Eigensolver Quântico Generativo: Desenvolvido em colaboração com a Universidade de Toronto, esta tecnologia utiliza grandes modelos de linguagem (LLMs) para acelerar a descoberta da energia do estado fundamental de uma molécula, identificando a configuração mais estável de forma eficiente.

- QC Ware Promethium: Uma ferramenta para resolver problemas complexos de química quântica, especialmente na simulação molecular.

- Integração Classiq com CUDA-Q: Esta funcionalidade auxilia pesquisadores quânticos na geração de grandes programas e avaliação de circuitos quânticos.

Costa ressalta a missão da Quantum Cloud: capacitar cientistas globalmente a aproveitar a computação quântica e transformar suas ideias em realidade.

O Ecossistema Quântico da Nvidia

A Nvidia estabeleceu um vasto ecossistema que inclui 160 parceiros em computação quântica. Grandes empresas de tecnologia como Google Cloud, Microsoft Azure, Oracle Cloud, IonQ, IQM Quantum Computers, OQC, ORCA Computing, qBraid e Quantinuum estão integrando a Quantum Cloud em seus serviços.

Por exemplo, pesquisadores do HSBC desenvolveram uma aplicação de aprendizado de máquina quântico (ML) capaz de detectar fraudes em pagamentos digitais, realizando simulações usando 165 qubits em GPUs da Nvidia. Isso representa um avanço significativo, já que a maioria dos projetos normalmente utiliza menos de 40 qubits. Os pesquisadores utilizaram técnicas de ML através do CUDA Quantum e do software cuTensorNet nas GPUs da Nvidia para enfrentar desafios relacionados à escala.

A Nvidia também colabora com quase duas dezenas de universidades para formar a próxima geração de cientistas da computação, desenvolvendo currículos e materiais didáticos focados em CUDA Quantum. A empresa co-patrocinou o QHack, um hackathon quântico, onde a equipe vencedora da Qkrishi, na Índia, usou CUDA Quantum para simular materiais com o objetivo de aprimorar o design de baterias.

“Fechar a lacuna entre a computação tradicional e a quântica é vital para o futuro”, observou Theresa Mayer, VP de Pesquisa da Carnegie Mellon University. As iniciativas da Nvidia visam equipar estudantes e pesquisadores com as habilidades necessárias para se destacar em um cenário tecnológico híbrido em ascensão.

Apoiando Inovações Quânticas Globais

As tecnologias CUDA Quantum da Nvidia sustentam diversos projetos quânticos globais, incluindo:

- Integração do pacote de química quântica Promethium da QC Ware com a Nvidia Quantum Cloud.

- A iniciativa ABCI-Q no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada do Japão, um dos maiores supercomputadores dedicados à pesquisa quântica.

- Um deployment do Nvidia DGX SuperPOD pela Fundação Novo Nordisk.

- Implementação do CUDA Quantum nos Superchips NVIDIA Grace Hopper no Centro de Pesquisa em Supercomputação Pawsey, na Austrália.

- A nova integração CUDA Quantum da Classiq, que automatiza a geração de programas quânticos otimizados para pesquisadores.

- O esforço da ORCA Computing para estabelecer um banco de testes de computação quântica para o Centro Nacional de Computação Quântica do Reino Unido, com um cluster de GPUs da Nvidia utilizando CUDA Quantum.

- O ambiente de desenvolvimento baseado em nuvem da qBraid, aprimorado pela integração do CUDA Quantum.

- A pesquisa da BlueQubit, demonstrando que a tecnologia da Nvidia é capaz de realizar as emulações quânticas mais rápidas e grandes em GPUs.

Ao expandir os limites da tecnologia quântica, a Nvidia está abrindo caminho para avanços inovadores na computação.