解锁量子计算：Nvidia如何引领可扩展的未来超越人工智能

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量子计算：技术的新前沿

量子计算代表了技术的下一次演变，但仍然是一个未被彻底探索的领域。研究人员面临许多挑战，包括错误纠正、可扩展性、成本以及开发能够执行高性能模拟的先进硬件和软件。

为促进这一前沿领域的科学探索，Nvidia推出了量子云平台，使用户能够在云端构建和测试量子应用与算法。Nvidia量子云依托于开放源代码的CUDA-Q量子计算平台，该技术被四分之三部署量子处理单元（QPU）的公司所使用。Nvidia高性能计算及量子计算总监Tim Costa表示：“量子计算展示了一个革命性的前沿，将需要最杰出的头脑来推动进展。”

加速量子探索

Nvidia致力于打破量子探索的壁垒，其量子云平台包含多项创新功能：

- 生成性量子特征求解器：与多伦多大学合作开发，利用大型语言模型（LLM）加速分子基态能量的发现，高效识别最稳定的配置。

- QC Ware Promethium：解决复杂量子化学问题，特别是在分子模拟方面。

- Classiq与CUDA-Q集成：帮助量子研究人员生成大型程序并评估量子电路。

Costa强调量子云的使命是：赋能全球科学家利用量子计算，实现他们的创意。

Nvidia的量子生态系统

Nvidia建立了覆盖160个合作伙伴的广泛量子计算生态系统。谷歌云、微软Azure、甲骨文云、IonQ、IQM量子计算机、OQC、ORCA计算、qBraid和Quantinuum等领先科技公司正在将量子云整合到他们的服务中。

例如，汇丰银行的研究人员开发了一款量子机器学习应用，能够检测数字支付欺诈。该应用在Nvidia GPU上模拟了165个量子比特，标志着一个重大飞跃，因为大多数项目通常使用不足40个量子比特。研究人员利用CUDA Quantum和cuTensorNet软件，通过机器学习技术应对规模挑战。

Nvidia还与近20所大学合作，培养计算机科学的下一代人才，开发围绕CUDA Quantum的课程和教材。公司共同主办的QHack量子黑客松中，印度Qkrishi团队利用CUDA Quantum成功模拟材料以优化电池设计。

卡内基梅隆大学研究副院长Theresa Mayer指出，“弥合传统计算与量子计算之间的鸿沟对未来至关重要。”Nvidia的举措旨在帮助学生和研究人员获得在新兴混合技术环境中脱颖而出的技能。

支持全球量子创新

Nvidia的CUDA Quantum及相关技术支持着众多全球量子项目，包括：

- 将QC Ware的Promethium量子化学包集成至Nvidia量子云。

- 日本先进工业科学技术研究院的ABCI-Q计划，这是最大的专注于量子研究的超级计算机之一。

- 诺和诺德基金会部署的Nvidia DGX SuperPOD。

- 在澳大利亚Pawsey超级计算研究中心实施CUDA Quantum于NVIDIA Grace Hopper超级芯片。

- Classiq的新CUDA Quantum集成，自动化生成优化量子程序。

- ORCA计算的努力，旨在为英国国家量子计算中心建立量子计算测试平台，配备Nvidia GPU集群与CUDA Quantum。

- qBraid的基于云的开发者环境，借助CUDA Quantum集成提升功能。

- BlueQubit的研究，展示了Nvidia技术在GPU上实现最快和最大规模的量子仿真能力。

通过不断突破量子技术的界限，Nvidia正在为计算领域的突破性进展铺平道路。

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