Finansiering för feltolerant kvantdatorhårdvara

Alice & Bob fokuserar på en särskild typ av kvantbit som kallas kattkvantbit, designad för att undertrycka vissa typer av fel som ofta påverkar kvantsystem. Genom att minska felfrekvensen på hårdvarunivå kan kattkvantbitar sänka kostnaderna för kvantfelkorrigering – ett av de största hindren för att bygga användbara kvantdatorer.

Den utökade serie B-finansieringen hjälper företaget att accelerera forskning och utveckling samt bygga storskaliga kvantmaskiner baserade på denna arkitektur.

Även om storleken på NVentures investering inte har offentliggjorts, visar satsningen NVIDIAs växande intresse för kvantdatorområdet och strategin att stödja hårdvarutillverkare som kan integreras med företagets acceleratorstack.

Varför kvantdatorer behöver GPU:er

Moderna kvantsystem kan inte fungera isolerat. De kräver omfattande klassisk datorinfrastruktur för att kompilera kvantkretsar, simulera algoritmer, bearbeta mätresultat och köra felkorrigeringsrutiner.

NVIDIAs strategi är att koppla samman kvantprocessorer (QPU:er) med AI-superdatorer byggda på GPU:er. Enligt NVIDIA kommer användbara kvantdatorer sannolikt att växa fram ur hybridsystem som tätt integrerar QPU:er med klassiska acceleratorresurser.

Den hybrida modellen gör det möjligt för GPU:er att:

• Simulera och validera kvantalgoritmer innan de körs på riktig hårdvara
• Optimera kretsar och kompilera kvantprogram
• Hantera realtidsstyrning och avkodning under kvantberäkningar

Samarbetet med Alice & Bob är designat för att bygga just denna typ av arkitektur.

CUDA-Q: mjukvarulagret för hybrida kvantprogram

En central komponent i partnerskapet är NVIDIA CUDA-Q, en öppen källkodsplattform för kvantutveckling av hybrida kvant-klassiska arbetsbelastningar.

CUDA-Q gör det möjligt för utvecklare att skriva program som körs över CPU:er, GPU:er och QPU:er samtidigt med en enhetlig programmeringsmodell. Plattformen är QPU-agnostisk, vilket innebär att den kan användas med flera olika kvantdatorhårdvaror, inklusive Alice & Bobs kattkvantbitsprocessorer.

Detta mjukvarulager gör att forskare och HPC-centrum kan experimentera med storskaliga kvantarbetsflöden, även när den verkliga kvantdatorhårdvaran är begränsad.

cuQuantum och GPU-accelererad kvantsimulering

Innan algoritmer körs på riktig kvantdatorhårdvara behöver de ofta simuleras i stor skala. NVIDIAs cuQuantum-programvarukit accelererar dessa simuleringar på GPU:er, vilket gör att forskare kan studera kvantkretsar med prestanda långt över vad dagens kvantprocessorer klarar av.

Den här kapaciteten är särskilt värdefull under de tidiga utvecklingsstadierna av kvantdatorhårdvara, då simulering hjälper till att validera arkitekturer, algoritmer och styrsystem.

Dynamiqs: simulera kattkvantbitsfysik på GPU:er

Alice & Bobs öppen källkods-bibliotek Dynamiqs används för att simulera fysik och styrning av kvantsystem. Företaget har integrerat CUDA-Q i Dynamiqs, vilket möjliggör GPU-acceleration för storskaliga simuleringar av kattkvantbitsystem.

Tidiga riktmärken visar att integrationen kan förbättra simuleringseffektiviteten med upp till 75 gånger, vilket gör det lättare för forskare att modellera kvantenheter innan de bygger riktig hårdvara.

Dessa simuleringar bidrar till att förbättra styrprotokoll, optimera felkorrigeringstekniker och vägleda hårdvarudesign.

NVQLink: koppla samman GPU:er och kvantprocessorer

På systemarkitekturnivå samarbetar Alice & Bob och NVIDIA kring NVQLink, en öppen plattform för att direktlänka GPU:er med kvantprocessorer.

NVQLink kopplar samman en konventionell superdatorvärd med en kvantsystemkontrollenhet, vilket gör att GPU:er kan delta i kvantarbetsflöden i realtid.

I praktiken innebär detta att GPU:er kan hantera uppgifter som:

• Kretskompilering
• Realtidsavkodning för kvantfelkorrigering
• Dynamisk kalibrering av kvantbitar
• Återkopplingsstyrning under kvantberäkningar

Lågfördröjd kommunikation mellan kvantprocessorn och GPU-infrastrukturen är avgörande för feltoleranta kvantdatorer, där styrsystem måste reagera snabbt på mätresultat.

Mot hybrida kvant-klassiska superdatorer

Det övergripande målet med NVIDIA–Alice & Bob-partnerskapet är inte en fristående kvantmaskin, utan hybrida kvant-klassiska superdatorplattformar som är lämpliga för högpresterande datorcentrum (HPC).

I sådana system:

• Kvantprocessorer utför specialiserade kvantoperationer.
• GPU:er hanterar simulering, orkestrering och realtidsstyrning.
• Hybrida mjukvaruplattformar som CUDA-Q koordinerar arbetsflöden över alla datorresurser.

Genom att integrera kattkvantbitsprocessorer med NVIDIAs acceleratorplattform vill företagen göra kvantdatorhårdvara lättare att distribuera inom samma infrastruktur som används av modern AI och HPC-system.

Om satsningen lyckas kan den hjälpa till att flytta kvantdatorer från isolerade laboratorieenheter mot praktiska hybrida superdatorer som kan lösa verkliga problem.

Finansiering för feltolerant kvantdatorhårdvara

Alice & Bob fokuserar på en särskild typ av kvantbit som kallas kattkvantbit, designad för att undertrycka vissa typer av fel som ofta påverkar kvantsystem. Genom att minska felfrekvensen på hårdvarunivå kan kattkvantbitar sänka kostnaderna för kvantfelkorrigering – ett av de största hindren för att bygga användbara kvantdatorer.

Den utökade serie B-finansieringen hjälper företaget att accelerera forskning och utveckling samt bygga storskaliga kvantmaskiner baserade på denna arkitektur.

Även om storleken på NVentures investering inte har offentliggjorts, visar satsningen NVIDIAs växande intresse för kvantdatorområdet och strategin att stödja hårdvarutillverkare som kan integreras med företagets acceleratorstack.

Varför kvantdatorer behöver GPU:er

Moderna kvantsystem kan inte fungera isolerat. De kräver omfattande klassisk datorinfrastruktur för att kompilera kvantkretsar, simulera algoritmer, bearbeta mätresultat och köra felkorrigeringsrutiner.

NVIDIAs strategi är att koppla samman kvantprocessorer (QPU:er) med AI-superdatorer byggda på GPU:er. Enligt NVIDIA kommer användbara kvantdatorer sannolikt att växa fram ur hybridsystem som tätt integrerar QPU:er med klassiska acceleratorresurser.

Den hybrida modellen gör det möjligt för GPU:er att:

• Simulera och validera kvantalgoritmer innan de körs på riktig hårdvara
• Optimera kretsar och kompilera kvantprogram
• Hantera realtidsstyrning och avkodning under kvantberäkningar

Samarbetet med Alice & Bob är designat för att bygga just denna typ av arkitektur.

CUDA-Q: mjukvarulagret för hybrida kvantprogram

En central komponent i partnerskapet är NVIDIA CUDA-Q, en öppen källkodsplattform för kvantutveckling av hybrida kvant-klassiska arbetsbelastningar.

CUDA-Q gör det möjligt för utvecklare att skriva program som körs över CPU:er, GPU:er och QPU:er samtidigt med en enhetlig programmeringsmodell. Plattformen är QPU-agnostisk, vilket innebär att den kan användas med flera olika kvantdatorhårdvaror, inklusive Alice & Bobs kattkvantbitsprocessorer.

Detta mjukvarulager gör att forskare och HPC-centrum kan experimentera med storskaliga kvantarbetsflöden, även när den verkliga kvantdatorhårdvaran är begränsad.

cuQuantum och GPU-accelererad kvantsimulering

Innan algoritmer körs på riktig kvantdatorhårdvara behöver de ofta simuleras i stor skala. NVIDIAs cuQuantum-programvarukit accelererar dessa simuleringar på GPU:er, vilket gör att forskare kan studera kvantkretsar med prestanda långt över vad dagens kvantprocessorer klarar av.

Den här kapaciteten är särskilt värdefull under de tidiga utvecklingsstadierna av kvantdatorhårdvara, då simulering hjälper till att validera arkitekturer, algoritmer och styrsystem.

Dynamiqs: simulera kattkvantbitsfysik på GPU:er

Alice & Bobs öppen källkods-bibliotek Dynamiqs används för att simulera fysik och styrning av kvantsystem. Företaget har integrerat CUDA-Q i Dynamiqs, vilket möjliggör GPU-acceleration för storskaliga simuleringar av kattkvantbitsystem.

Tidiga riktmärken visar att integrationen kan förbättra simuleringseffektiviteten med upp till 75 gånger, vilket gör det lättare för forskare att modellera kvantenheter innan de bygger riktig hårdvara.

Dessa simuleringar bidrar till att förbättra styrprotokoll, optimera felkorrigeringstekniker och vägleda hårdvarudesign.

NVQLink: koppla samman GPU:er och kvantprocessorer

På systemarkitekturnivå samarbetar Alice & Bob och NVIDIA kring NVQLink, en öppen plattform för att direktlänka GPU:er med kvantprocessorer.

NVQLink kopplar samman en konventionell superdatorvärd med en kvantsystemkontrollenhet, vilket gör att GPU:er kan delta i kvantarbetsflöden i realtid.

I praktiken innebär detta att GPU:er kan hantera uppgifter som:

• Kretskompilering
• Realtidsavkodning för kvantfelkorrigering
• Dynamisk kalibrering av kvantbitar
• Återkopplingsstyrning under kvantberäkningar

Lågfördröjd kommunikation mellan kvantprocessorn och GPU-infrastrukturen är avgörande för feltoleranta kvantdatorer, där styrsystem måste reagera snabbt på mätresultat.

Mot hybrida kvant-klassiska superdatorer

Det övergripande målet med NVIDIA–Alice & Bob-partnerskapet är inte en fristående kvantmaskin, utan hybrida kvant-klassiska superdatorplattformar som är lämpliga för högpresterande datorcentrum (HPC).

I sådana system:

• Kvantprocessorer utför specialiserade kvantoperationer.
• GPU:er hanterar simulering, orkestrering och realtidsstyrning.
• Hybrida mjukvaruplattformar som CUDA-Q koordinerar arbetsflöden över alla datorresurser.

Genom att integrera kattkvantbitsprocessorer med NVIDIAs acceleratorplattform vill företagen göra kvantdatorhårdvara lättare att distribuera inom samma infrastruktur som används av modern AI och HPC-system.

Om satsningen lyckas kan den hjälpa till att flytta kvantdatorer från isolerade laboratorieenheter mot praktiska hybrida superdatorer som kan lösa verkliga problem.