Nvidia, Tensor özellikli cuQuantum aracılığıyla GPU ve kuantum hesaplama alemleri arasında köprü kurma çabalarını hızlandırıyor (yeni sekmede açılır)kuantum simülasyonu araç seti. Bu sayede şirket, kuantum devre simülasyonu iş yüklerini günümüzün NISQ (Gürültülü Orta Ölçekli Kuantum) sistemlerinin erişemeyeceği şekillerde hızlandırmayı hedefliyor. Ancak bunun gerçekleşmesi için şirket, kuantum ve klasik sistemler arasında hibrit çözümlere yönelik daha fazla entegrasyon üzerine bahse giriyor. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, GPU’lar Nvidia’nın kuantum gelişmelerinin ön saflarında yer alıyor.
Nvidia, GPU’larını – ve kuantum simülasyonu özellikli Tensör çekirdeklerini – mevcut ve gelecek QPU’larla (Kuantum İşlem Birimleri) bağlayabilen düşük gecikmeli bir bağlantı oluşturmaya odaklandı. Buradaki amaç, kuantum ve klasik sistemler arasındaki iletişim darboğazını kaldırırken, devre optimizasyonu, kalibrasyon ve hata düzeltme gibi kuantuma özgü iş yükleri için GPU’nun son derece güçlü paralel işlemesinden yararlanmaktır.
Nvidia’nın kuantum hesaplama yaklaşımının bir başka unsuru, şirketinkinden farklı olmayan ortak bir yazılım katmanı sunuyor gibi görünüyor. CUDA programlama modeli (yeni sekmede açılır).
Buradaki fikir, bu programlama modelinin QPU’lar ve kuantum simülasyonları ile kod düzeyinde etkileşimi önemli ölçüde basitleştirmesidir; bu, hala düşük seviyeli montaj koduna ne kadar miktarda yapılır. Amaç, kuantum dişli bir düzene sokmak, birleşik programlama modeli ve derleyici araç zinciri (yeni sekmede açılır) bu, kuantum yeteneklerinin daha odaklı bir kullanımı için farklı QPU’ları soyutlar. Nvidia, kullanıcıların HPC (Yüksek Performanslı Bilgi İşlem) uygulamalarını kısmen simüle edilmiş bir QPU’ya ve ardından işlemcinin kendisine taşımasına izin vererek klasikten kuantum-klasik iş yüklerine geçişi kolaylaştırmayı umuyor.
NVidia’ya göre, düzinelerce kuruluş, kuantum çalışmalarını desteklemek için şimdiden cuQuantum araç setinden yararlanıyor. Amazon Web Services, Braket hizmeti aracılığıyla zaten cuQuantum entegrasyonu sunuyor (yeni sekmede açılır), kuantum makine öğrenimi iş yüklerinde 900 kat hızlanma sergiliyor. Nvidia’nın cuQuantum’undan yararlanan diğer platformlar arasında Google’ın qsim’i, IBM’in Qiskit Aer’i, Xanadu’nun PennyLane’i, Classiq’in Quantum Algorithm Design platformu yer alıyor. Nvidia kısa süre önce bir Dünya rekoru (yeni sekmede açılır) cuQuantum çerçevesinden ve süper güçlü Selene süper bilgisayarından yararlanarak kuantum hesaplama simülasyonunda DGX SuperPOD’lar (yeni sekmede açılır).
Nvidia’nın gelişen cuQuantum ekosistemine katılmak, protein etkileşimlerini ve yeni ilaç moleküllerini simüle etmek için cuQuantum’un tensör ağ kitaplığından yararlanmayı amaçlayan bir ilaç keşif girişimi olan Menten AI’dır. Amaç, iş yükleri doğal olarak kuantum hesaplamanın olasılıksal doğasına uygun olan ilaç tasarımını hızlandırmaktır.
Menten AI’da baş bilim adamı olan Alexey Galda, “Bu algoritmaları çalıştırabilen kuantum bilgi işlem donanımı hala geliştiriliyor olsa da, NVIDIA cuQuantum gibi klasik bilgi işlem araçları, kuantum algoritması geliştirmeyi ilerletmek için çok önemlidir” dedi.
Nvidia, CUDA yazılım yığını aracılığıyla olağanüstü HPC pazarına nüfuz etmeyi başardı ve şirket, cuQuantum aracılığıyla kuantum alanı için başarıyı tekrarlamayı hedefliyor gibi görünüyor. Dünya çapındaki en karmaşık araştırma alanlarından birine denk gelecek şekilde, kesinlikle akıcı bir yazılım paketinin kuantuma giden yolu çarçabuk hızlandırmaya yardımcı olacağı kesindir.