全球最大的工業(yè)模擬量子電路將推動(dòng)航空領(lǐng)域量子計(jì)算的發(fā)展

德國漢堡 - 國際超算大會(huì)（ISC） - 2023 年 5 月 21 日 - NVIDIA、Rolls-Royce（羅爾斯·羅伊斯）和量子軟件公司 Classiq 今日宣布一項(xiàng)量子計(jì)算突破，旨在不斷提高噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

通過采用 NVIDIA 的量子計(jì)算平臺(tái)，兩家公司設(shè)計(jì)并模擬了世界上最大的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）量子計(jì)算電路。該電路測量深度為 1000 萬層，有 39 個(gè)量子位。Rolls-Royce正在使用 GPU 為量子未來做準(zhǔn)備，盡管當(dāng)今的量子計(jì)算機(jī)僅能支持只有幾層的電路深度。

Rolls-Royce計(jì)劃使用新的電路發(fā)揮量子在 CFD 中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)使用經(jīng)典和量子計(jì)算方法來模擬噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的性能。

這一突破對(duì)于全球航空業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者Rolls-Royce來說至關(guān)重要。Rolls-Royce致力于建造最先進(jìn)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，以更加可持續(xù)的航空設(shè)備推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型。

NVIDIA 超大規(guī)模和高性能計(jì)算副總裁 Ian Buck 表示：“噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)是地球上最復(fù)雜的設(shè)備之一，其設(shè)計(jì)成本非常高昂，而且計(jì)算難度極大。NVIDIA 的量子計(jì)算平臺(tái)不僅為Rolls-Royce提供了一條解決這些問題的潛在路徑，還加快了該公司研究和在未來開發(fā)更加高效的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的速度?！?/p>

Rolls-Royce計(jì)算科學(xué)研究員 Leigh Lapworth 表示：“將經(jīng)典和量子計(jì)算方法直接用于解決噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)難題將幫助我們加快進(jìn)程并進(jìn)行更復(fù)雜的計(jì)算?！?/p>

Rolls-Royce及其合作伙伴——以色列公司 Classiq 先是使用 Classiq 的合成引擎設(shè)計(jì)了該電路，然后使用 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 對(duì)其進(jìn)行模擬，而 NVIDIA cuQuantum —— 一個(gè)包含經(jīng)過優(yōu)化、用于加快量子計(jì)算流程的庫和工具軟件開發(fā)工具套件保證了該流程的速度和規(guī)模。

NVIDIA Grace Hopper 加快量子計(jì)算的速度

NVIDIA 提供了一個(gè)加快各學(xué)科量子研究和開發(fā)突破的統(tǒng)一計(jì)算平臺(tái)。Grace Hopper 超級(jí)芯片集 NVIDIA Hopper 架構(gòu) GPU 的驚人性能與 NVIDIA Grace CPU 的多功能性于一身，堪稱超大規(guī)模量子模擬工作負(fù)載的理想選擇。

此外，其高速、低延遲的 NVIDIA NVLink-C2C 互連技術(shù)完美優(yōu)化了使用該超級(jí)芯片構(gòu)建的經(jīng)典系統(tǒng)與量子處理器或 QPU 的連接。Grace Hopper 每個(gè)節(jié)點(diǎn)共有 600GB 快速訪問內(nèi)存，令量子生態(tài)系統(tǒng)能夠進(jìn)一步擴(kuò)大這些模擬的規(guī)模。

作為一座通往未來量子計(jì)算的“戰(zhàn)略性橋梁”，Grace Hopper 驅(qū)動(dòng)著全球首個(gè)將量子計(jì)算與最先進(jìn)的經(jīng)典計(jì)算相結(jié)合的 GPU 加速量子計(jì)算系統(tǒng)——DGX Quantum。NVIDIA 還為開發(fā)者提供了一個(gè)連接 GPU 和 QPU 的強(qiáng)大開源編程模型——NVIDIA CUDA Quantum。

NVIDIA 的量子生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)擴(kuò)展

如今，全球大量量子計(jì)算研究都在 NVIDIA GPU 上運(yùn)行。

歐洲最大的量子計(jì)算設(shè)施之——于利希超級(jí)計(jì)算中心也在 ISC 上宣布，計(jì)劃與 NVIDIA 共同建立一座量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室。這凸顯了量子-經(jīng)典混合計(jì)算系統(tǒng)正在變得日益重要。該實(shí)驗(yàn)室還將使用 CUDA Quantum 等工具幫助開發(fā)者推動(dòng)量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展。

另外，集成 CUDA Quantum 的最新 QPU 制造商 ORCA Computing 正在將其光子量子計(jì)算機(jī)與用于機(jī)器學(xué)習(xí)的 GPU 相結(jié)合。兩個(gè)熱門量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架 TensorFlow Quantum和 TorchQuantum 現(xiàn)在也集成了 cuQuantum。如今，全球大多數(shù)量子計(jì)算軟件均支持 NVIDIA 量子平臺(tái)的 GPU 加速功能。

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