解鎖量子計算：Nvidia 如何率先開創可擴展的未來，超越人工智能

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量子計算：技術的新前沿

量子計算代表著科技的下個進化，但這一領域仍然是相對未開發的領土。研究人員面臨許多挑戰，包括錯誤修正、可擴展性、成本，以及開發能夠執行高效能模擬的先進硬體和軟體。

為了促進這一尖端領域的科學探索，Nvidia推出了量子雲平台，使使用者能夠在雲端構建和測試量子應用程序及算法。該平台依賴於開源的CUDA-Q量子計算平台，這一平台已被四分之三的部署量子處理單元（QPU）的公司使用。Nvidia高性能運算及量子計算主管Tim Costa表示：“量子計算展現了革命性的前沿，將需要最優秀的人才來推動其發展。”

加速量子探索

Nvidia的量子雲旨在打破量子探索的障礙，該平台具備幾項創新功能：

- 生成性量子本徵求解器：與多倫多大學合作開發，該技術利用大型語言模型（LLM）加快分子基態能量的發現，能有效識別最穩定的結構。

- QC Ware Promethium：針對複雜量子化學問題的工具，特別是在分子模擬中。

- Classiq與CUDA-Q的整合：幫助量子研究人員生成大型程序和評估量子電路。

Costa強調量子雲的使命是：賦能全球科學家利用量子計算，將其創意變為現實。

Nvidia的量子生態系統

Nvidia已建立起一個龐大的量子計算生態系統，涵蓋160個合作夥伴。包括Google Cloud、Microsoft Azure、Oracle Cloud、IonQ、IQM Quantum Computers、OQC、ORCA Computing、qBraid和Quantinuum等領先科技公司，正將量子雲融入其服務中。

舉例而言，HSBC的研究人員開發了一款能夠檢測數位支付詐騙的量子機器學習（ML）應用，並在Nvidia GPU上使用165個量子比特進行模擬。這是一大突破，因為大多數項目通常使用不到40個量子比特。研究人員利用CUDA Quantum和cuTensorNet在Nvidia GPU上運用ML技術，解決與規模相關的挑戰。

Nvidia與近二十所大學合作，培養下一代計算機科學家，開發以CUDA Quantum為核心的課程和教學材料。公司還共同贊助了QHack量子黑客松，印度的Qkrishi團隊利用CUDA Quantum模擬材料，以改進電池設計。

卡內基梅隆大學研究副總裁Theresa Mayer表示：“彌合傳統計算和量子計算之間的鴻溝對未來至關重要。”Nvidia的倡議旨在裝備學生和研究人員，使其具備在新興混合技術環境中脫穎而出的技能。

支持全球量子創新

Nvidia的CUDA Quantum及相關技術支撐著多個全球量子項目，包括：

- 將QC Ware的Promethium量子化學包整合至Nvidia量子雲。

- 日本國立先進工業科學技術研究所的ABCI-Q計畫，該研究所擁有最大的量子研究超級電腦之一。

- Novo Nordisk基金會的Nvidia DGX SuperPOD部署。

- 澳大利亞Pawsey超級計算研究中心上的NVIDIA Grace Hopper超級運算芯片上實現CUDA Quantum。

- Classiq的全新CUDA Quantum整合，為研究人員自動生成優化的量子程序。

- ORCA Computing致力於為英國國立量子計算中心建立量子計算測試平臺，該平台搭載了CUDA Quantum的Nvidia GPU集群。

- qBraid的雲端開發者環境，增強了CUDA Quantum的整合。

- BlueQubit的研究，展示Nvidia技術能在GPU上提供最快和最大規模的量子模擬。