Nvidia ha acquisito slancio nel settore dell'informatica quantistica negli ultimi anni, rilasciando risorse e software quantistici e accumulando partnership, ma una grande serie di annunci quantistici emersi dall'evento Nvidia GTC a San Jose, in California, questa settimana suggeriscono che l'azienda le ambizioni quantistiche stanno aumentando.

Tra questi annunci c'è il lancio di Nvidia Quantum Cloud, una piattaforma di simulazione basata su cloud basata sulla piattaforma di programmazione e integrazione di calcolo quantistico open source CUDA-Q dell'azienda, utilizzata da tre quarti delle aziende che implementano unità di elaborazione quantistica. o QPU. Come microservizio, consente agli utenti di creare e testare nel cloud nuovi algoritmi e applicazioni quantistiche, inclusi potenti simulatori e strumenti per la programmazione ibrida quantistica-classica.

Tim Costa, direttore dell'HPC e dell'informatica quantistica presso Nvidia, ha affermato che mentre esistono servizi cloud che offrono agli utenti l'accesso diretto alle QPU, Nvidia Quantum Cloud fornirà l'accesso cloud agli strumenti quantistici di Nvidia e alle risorse GPU per eseguire progetti di simulazione e altre attività.

“Una delle sfide che vogliamo affrontare per la comunità della ricerca quantistica è migliorare l’accesso alle risorse quantistiche”, ha affermato Costa. “Se guardi all’ecosistema oggi… stimiamo che circa 500,000 sviluppatori quantistici siano là fuori a lavorare, ma ci sono solo circa 50 QPU disponibili pubblicamente. Il loro tempo di attività è compreso tra il 10% e il 20% circa. Hanno qubit con tolleranza zero agli errori... E se inizi a considerare le CPU come alternativa, ciò che può richiedere un'ora su un cluster GPU richiederà circa 7.5 anni su una CPU."

Nvidia Quantum Cloud, ora disponibile come versione ad accesso anticipato, consente agli sviluppatori di compilare localmente qualsiasi programma CUDA-Q, quindi impostare l'obiettivo nella riga di compilazione o nella configurazione dello script Python su Nvidia Quantum Cloud... e poi eseguire dal tuo laptop e lo invia a Nvidia Quantum Cloud sulle risorse GPU Nvidia e ottieni i risultati in pochi secondi anziché da 20 minuti a un'ora o giorni o anni sulla tua CPU locale", ha affermato Costa. "Quindi fornisce davvero un accesso senza interruzioni all'accelerazione della piattaforma quantistica Nvidia per qualsiasi programmatore quantistico."

Mentre l'offerta nella sua fase di accesso anticipato è incentrata sulle GPU, Nvidia Quantum Cloud verrà eventualmente ampliata per includere il supporto back-end per le QPU dei partner Nvidia. “Vogliamo davvero rimuovere qualsiasi barriera all’accesso qui. Quindi, se stai facendo ricerca quantistica sulle GPU Nvidia, utilizzandole come risorsa quantistica per l'emulazione e la simulazione, questa è disponibile dal primo giorno in questo programma ad accesso anticipato", ha affermato Costa. "Ma a lungo termine, vogliamo coinvolgere i nostri partner e, naturalmente, siamo concentrati sull'integrazione tra quantistica e classica, quindi le nostre GPU e Nvidia Quantum Cloud funzioneranno con le QPU che forniamo tramite i nostri partner come parte di quel supporto back-end."

Quantum Cloud offre inoltre potenti funzionalità e integrazioni software di terze parti per accelerare l'esplorazione scientifica, tra cui:

• Il Generative Quantum Eigensolver, sviluppato in collaborazione con l’Università di Toronto, sfrutta i modelli di linguaggio di grandi dimensioni (LLM) per consentire a un computer quantistico di trovare più rapidamente l’energia dello stato fondamentale di una molecola.
• L'integrazione di Classiq con CUDA-Q consente ai ricercatori quantistici di generare programmi quantistici ampi e sofisticati, nonché di analizzare ed eseguire in modo approfondito circuiti quantistici.
• QC Ware Promethium affronta complessi problemi di chimica quantistica come la simulazione molecolare.

Progetti di supercomputer

Oltre al nuovo servizio cloud, Nvidia ha annunciato il coinvolgimento in due progetti di supercomputer incentrati sul quantismo. Il primo e più grande dei due è il ABCI-Q supercomputer presso l’Istituto nazionale giapponese di scienza e tecnologia industriale avanzata. Una volta terminato, sarà uno dei più grandi supercomputer dedicati alla ricerca nel campo dell'informatica quantistica, con oltre 2,000 GPU H100 di Nvidia e più di 500 nodi collegati da InfiniBand e alimentati dalla piattaforma CUDA-Q.

Il secondo supercomputer sarà in Danimarca, dove la Fondazione Novo Nordisk guiderà l'implementazione di un DGX SuperPOD, l'infrastruttura del data center AI di Nvidia. Costa ha affermato che una parte significativa di questa macchina sarà dedicata alla ricerca nel campo dell'informatica quantistica in linea con il piano nazionale danese per il progresso della tecnologia.

Queste implementazioni sono simili al ruolo di Nvidia in Centro di ricerca australiano sul supercalcolo Pawsey. Nvidia e Pawsey hanno annunciato il mese scorso che il supercomputer del National Supercomputing and Quantum Computing Innovation Hub eseguirà CUDA-Q sui Grace Hopper Superchip di Nvidia.

Supporto PQC

Inoltre, sul fronte quantistico questa settimana da Nvidia: mentre il National Institute of Standards and Technology si prepara a finalizzare i suoi algoritmi standard iniziali di crittografia post-quantistica entro la fine dell'anno, Nvidia sta mettendo in gioco le sue risorse di elaborazione GPU per contribuire a rendere l'uso di PQC più pratico . La società sta rilasciando una libreria software chiamata CuPQC che contiene le primitive matematiche necessarie per implementare la crittografia quantistica sicura in modo pratico, poiché alcune infrastrutture informatiche potrebbero eseguire questi algoritmi troppo lentamente per essere efficaci, ha affermato Costa. "Stiamo cercando di consentire a questa comunità non solo di accelerare gli algoritmi di oggi - quelli standardizzati dal NIST - ma anche di sviluppare e fare ricerca su algoritmi più sicuri dal punto di vista quantistico con le prestazioni delle GPU Nvidia alle spalle in modo che possano essere pratici per strumento."

CUDA-Q accademico

Infine, Nvidia ha anche affermato questa settimana di aver collaborato con molte università per sviluppare una serie di moduli e corsi per aiutare un'ampia gamma di studenti e professionisti di diversi settori a capire come interfacciarsi e lavorare con i computer quantistici. Questi moduli e altri contenuti saranno ora disponibili con il nome CUDA-Q Academic, sia attraverso le università che digitalmente.

Dan O'Shea si occupa di telecomunicazioni e argomenti correlati tra cui semiconduttori, sensori, sistemi di vendita al dettaglio, pagamenti digitali e informatica/tecnologia quantistica da oltre 25 anni.

Categorie:
sicurezza informatica, Istruzione, calcolo quantistico, riparazioni, Software

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• Fonte: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/nvidia-unveils-quantum-cloud-service-supercomputer-projects-pqc-support-more/