NVIDIA dan Alice & Bob Kembangkan Superkomputer Hybrid Quantum‑GPU

Pendanaan tambahan dalam Series B akan digunakan untuk mempercepat penelitian dan pengembangan serta pembangunan mesin kuantum skala besar berbasis arsitektur tersebut.

Nilai investasi spesifik dari NVentures tidak diungkapkan. Namun langkah ini menegaskan meningkatnya minat NVIDIA terhadap ekosistem komputasi kuantum dan strateginya mendukung pengembang hardware yang dapat terintegrasi dengan platform komputasi terakselerasi miliknya.

Mengapa Komputer Kuantum Tetap Membutuhkan GPU

Meskipun terdengar futuristik, komputer kuantum tidak bekerja sendirian. Mereka tetap membutuhkan infrastruktur komputasi klasik yang besar untuk berbagai tugas seperti:

• menyusun dan mengompilasi sirkuit kuantum
• mensimulasikan algoritma sebelum dijalankan
• memproses hasil pengukuran
• menjalankan sistem koreksi kesalahan secara real‑time

Karena itu NVIDIA mendorong model di mana quantum processing unit (QPU) terhubung langsung dengan superkomputer berbasis GPU. Menurut NVIDIA, komputasi kuantum yang benar‑benar berguna kemungkinan besar akan muncul dari sistem hybrid yang menggabungkan QPU dengan komputasi terakselerasi klasik.

Dalam arsitektur seperti ini, GPU dapat:

• Mensimulasikan algoritma kuantum sebelum dijalankan pada perangkat keras nyata
• Mengoptimalkan dan mengompilasi sirkuit kuantum
• Menjalankan kontrol dan decoding error correction secara real‑time

CUDA‑Q: Lapisan Perangkat Lunak Hybrid

Komponen penting dalam kolaborasi ini adalah NVIDIA CUDA‑Q, platform pengembangan kuantum open‑source yang dirancang untuk beban kerja hybrid kuantum‑klasik.

Dengan CUDA‑Q, pengembang dapat menulis program yang berjalan secara bersamaan di CPU, GPU, dan QPU dalam satu model pemrograman terpadu. Platform ini juga bersifat QPU‑agnostic, artinya dapat terhubung dengan berbagai teknologi perangkat keras kuantum—termasuk prosesor cat‑qubit milik Alice & Bob.

Pendekatan ini memungkinkan peneliti dan pusat HPC bereksperimen dengan workflow kuantum skala besar bahkan ketika perangkat keras kuantum nyata masih terbatas.

cuQuantum: Simulasi Kuantum Berbasis GPU

Sebelum algoritma dijalankan di perangkat keras kuantum, mereka sering diuji melalui simulasi besar‑besaran. Untuk itu NVIDIA menyediakan cuQuantum, software development kit yang mempercepat simulasi sirkuit kuantum menggunakan GPU.

Dengan akselerasi GPU, peneliti dapat menjalankan simulasi dengan skala dan performa yang bahkan melampaui kemampuan prosesor kuantum saat ini. Hal ini sangat membantu dalam tahap awal pengembangan perangkat keras dan algoritma kuantum.

Dynamiqs: Mensimulasikan Fisika Cat‑Qubit

Alice & Bob juga mengembangkan Dynamiqs, pustaka open‑source yang digunakan untuk mensimulasikan dinamika fisika dan kontrol sistem kuantum.

Perusahaan ini telah mengintegrasikan CUDA‑Q ke dalam Dynamiqs sehingga simulasi cat‑qubit dapat dipercepat dengan GPU. Hasil benchmark awal menunjukkan efisiensi simulasi bisa meningkat hingga 75 kali lipat dibanding pendekatan sebelumnya.

Simulasi tersebut membantu peneliti:

• menguji desain perangkat keras
• menyempurnakan protokol kontrol qubit
• mengoptimalkan strategi koreksi kesalahan

NVQLink: Menghubungkan GPU dan Prosesor Kuantum

Di level arsitektur sistem, kedua perusahaan juga bekerja sama pada NVQLink, platform terbuka yang dirancang untuk menghubungkan GPU secara langsung dengan prosesor kuantum.

NVQLink menggabungkan host superkomputer konvensional dengan quantum system controller, sehingga GPU dapat berpartisipasi dalam proses komputasi kuantum secara real‑time.

Dalam praktiknya, GPU dapat menangani berbagai tugas penting seperti:

• kompilasi sirkuit kuantum
• decoding real‑time untuk koreksi kesalahan
• kalibrasi dinamis qubit
• kontrol umpan balik selama perhitungan kuantum

Komunikasi berlatensi rendah antara GPU dan QPU menjadi kunci bagi sistem kuantum yang fault‑tolerant, karena kontrol harus merespons hasil pengukuran dengan sangat cepat.

Menuju Superkomputer Hybrid Quantum‑Klasik

Tujuan besar dari kolaborasi NVIDIA dan Alice & Bob bukanlah membangun mesin kuantum yang berdiri sendiri, melainkan menciptakan platform superkomputer hybrid quantum‑classical yang dapat digunakan oleh pusat high‑performance computing (HPC) di seluruh dunia.

Dalam arsitektur tersebut:

• Prosesor kuantum (QPU) menjalankan operasi kuantum khusus
• GPU menangani simulasi, orkestrasi, dan kontrol real‑time
• Platform perangkat lunak hybrid seperti CUDA‑Q mengoordinasikan seluruh workflow komputasi

Dengan mengintegrasikan prosesor cat‑qubit ke dalam ekosistem komputasi terakselerasi NVIDIA, kedua perusahaan berharap komputasi kuantum dapat lebih mudah diadopsi dalam infrastruktur yang sama dengan sistem AI dan superkomputer modern.

Jika pendekatan ini berhasil, komputasi kuantum dapat beralih dari perangkat eksperimental di laboratorium menjadi superkomputer hybrid yang benar‑benar mampu memecahkan masalah dunia nyata.