Інвестиції у відмовостійкі квантові системи

Alice & Bob спеціалізується на особливому типі квантових бітів — «котячих кубітах». Їхня конструкція дозволяє пригнічувати певні типи помилок, які є головною проблемою для квантових систем. Зменшуючи рівень помилок на апаратному рівні, «котячі кубіти» покликані знизити накладні витрати на квантову корекцію помилок — одну з найбільших перешкод на шляху до створення корисних квантових комп'ютерів.

Розширене фінансування Series B допоможе компанії прискорити науково-дослідні роботи та продовжити створення великомасштабних квантових машин на основі цієї архітектури.

Хоча точний розмір інвестицій NVentures не розголошується, це свідчить про зростаючий інтерес NVIDIA до квантової екосистеми та її стратегію підтримки виробників апаратного забезпечення, здатного інтегруватися зі стеком прискорених обчислень.

Чому квантовим комп'ютерам потрібні GPU

Сучасні квантові системи не можуть працювати ізольовано. Їм потрібна потужна класична обчислювальна інфраструктура для компіляції квантових схем, симуляції алгоритмів, обробки результатів вимірювань та виконання процедур корекції помилок.

Стратегія NVIDIA полягає в тому, щоб з'єднати квантові процесори (QPU) з суперкомп'ютерами класу AI, побудованими на GPU. За словами NVIDIA, корисний квантовий комп'ютер, найімовірніше, виникне саме з гібридних систем, які тісно інтегрують QPU з класичними прискореними обчислювальними ресурсами.

Така гібридна модель дозволяє GPU:

• Симулювати та перевіряти квантові алгоритми перед запуском на реальному обладнанні.
• Оптимізувати схеми та компілювати квантові програми.
• Виконувати завдання контролю в реальному часі та декодування під час квантових обчислень.

Співпраця з Alice & Bob спрямована саме на створення такої архітектури.

CUDA-Q: Програмний рівень для гібридних квантових програм

Ключовим компонентом партнерства є NVIDIA CUDA-Q — відкрита платформа для розробки квантових програм, призначена для гібридних квантово-класичних навантажень.

CUDA-Q дозволяє розробникам писати програми, які одночасно виконуються на CPU, GPU та QPU, використовуючи єдину модель програмування. Платформа є QPU-агностичною, що означає можливість інтеграції з різними квантовими технологіями, включаючи «котячі кубіти» Alice & Bob.

Цей програмний шар дозволяє дослідникам та HPC-центрам експериментувати з масштабними квантовими робочими процесами навіть за обмеженої доступності реального квантового обладнання.

cuQuantum та GPU-прискорена квантова симуляція

Перед запуском алгоритмів на реальному обладнанні їх часто потрібно симулювати в масштабі. Пакет cuQuantum від NVIDIA прискорює ці симуляції на GPU, дозволяючи дослідникам вивчати квантові схеми з продуктивністю, недосяжною для сучасних квантових процесорів.

Це особливо важливо на ранніх етапах розробки квантового обладнання, коли симуляція допомагає валідувати архітектури, алгоритми та системи керування.

Dynamiqs: Симуляція фізики «котячих кубітів» на GPU

Бібліотека Dynamiqs з відкритим кодом від Alice & Bob зосереджена на симуляції фізики та динаміки квантових систем. Компанія інтегрувала CUDA-Q в Dynamiqs, що забезпечує GPU-прискорення для масштабних симуляцій систем на «котячих кубітах».

Ранні тести показують, що інтеграція може підвищити ефективність симуляції до 75 разів, значно спрощуючи дослідникам моделювання квантових пристроїв до розгортання реального обладнання.

Ці симуляції допомагають уточнювати протоколи керування, оптимізувати методи корекції помилок та направляти дизайн апаратного забезпечення.

NVQLink: Поєднання GPU та квантових процесорів

На рівні системної архітектури Alice & Bob та NVIDIA співпрацюють над NVQLink — відкритою платформою, призначеною для прямого з'єднання GPU з квантовими процесорами.

NVQLink щільно поєднує звичайний суперкомп'ютерний хост з контролером квантової системи, дозволяючи GPU брати участь у квантових робочих навантаженнях у реальному часі.

На практиці це дозволяє GPU виконувати такі завдання, як:

• Компіляція схем.
• Декодування в реальному часі для квантової корекції помилок.
• Динамічне калібрування кубітів.
• Керування зі зворотним зв'язком під час квантових обчислень.

Зв'язок з низькою затримкою між квантовим процессором та інфраструктурою GPU є критичним для відмовостійких квантових обчислень, де системи керування повинні швидко реагувати на результати вимірювань.

До гібридних квантово-класичних суперкомп'ютерів

Загальна мета партнерства NVIDIA та Alice & Bob — це не створення окремого квантового пристрою, а гібридних квантово-класичних суперкомп'ютерних платформ, придатних для використання в центрах високопродуктивних обчислень (HPC).

У таких системах:

• Квантові процесори виконують спеціалізовані квантові операції.
• GPU забезпечують симуляцію, оркестрацію та керування в реальному часі.
• Гібридні програмні платформи, як CUDA-Q, координують робочі процеси між усіма обчислювальними ресурсами.

Інтегруючи процесори на «котячих кубітах» з екосистемою прискорених обчислень NVIDIA, компанії прагнуть зробити квантове обладнання легшим для впровадження в ту ж інфраструктуру, що використовується сучасними системами AI та HPC.

У разі успіху такий підхід допоможе перенести квантові обчислення з ізольованих лабораторних пристроїв до практичних гібридних суперкомп'ютерів, здатних вирішувати реальні проблеми.

Інвестиції у відмовостійкі квантові системи

Alice & Bob спеціалізується на особливому типі квантових бітів — «котячих кубітах». Їхня конструкція дозволяє пригнічувати певні типи помилок, які є головною проблемою для квантових систем. Зменшуючи рівень помилок на апаратному рівні, «котячі кубіти» покликані знизити накладні витрати на квантову корекцію помилок — одну з найбільших перешкод на шляху до створення корисних квантових комп'ютерів.

Розширене фінансування Series B допоможе компанії прискорити науково-дослідні роботи та продовжити створення великомасштабних квантових машин на основі цієї архітектури.

Хоча точний розмір інвестицій NVentures не розголошується, це свідчить про зростаючий інтерес NVIDIA до квантової екосистеми та її стратегію підтримки виробників апаратного забезпечення, здатного інтегруватися зі стеком прискорених обчислень.

Чому квантовим комп'ютерам потрібні GPU

Сучасні квантові системи не можуть працювати ізольовано. Їм потрібна потужна класична обчислювальна інфраструктура для компіляції квантових схем, симуляції алгоритмів, обробки результатів вимірювань та виконання процедур корекції помилок.

Стратегія NVIDIA полягає в тому, щоб з'єднати квантові процесори (QPU) з суперкомп'ютерами класу AI, побудованими на GPU. За словами NVIDIA, корисний квантовий комп'ютер, найімовірніше, виникне саме з гібридних систем, які тісно інтегрують QPU з класичними прискореними обчислювальними ресурсами.

Така гібридна модель дозволяє GPU:

• Симулювати та перевіряти квантові алгоритми перед запуском на реальному обладнанні.
• Оптимізувати схеми та компілювати квантові програми.
• Виконувати завдання контролю в реальному часі та декодування під час квантових обчислень.

Співпраця з Alice & Bob спрямована саме на створення такої архітектури.

CUDA-Q: Програмний рівень для гібридних квантових програм

Ключовим компонентом партнерства є NVIDIA CUDA-Q — відкрита платформа для розробки квантових програм, призначена для гібридних квантово-класичних навантажень.

CUDA-Q дозволяє розробникам писати програми, які одночасно виконуються на CPU, GPU та QPU, використовуючи єдину модель програмування. Платформа є QPU-агностичною, що означає можливість інтеграції з різними квантовими технологіями, включаючи «котячі кубіти» Alice & Bob.

Цей програмний шар дозволяє дослідникам та HPC-центрам експериментувати з масштабними квантовими робочими процесами навіть за обмеженої доступності реального квантового обладнання.

cuQuantum та GPU-прискорена квантова симуляція

Перед запуском алгоритмів на реальному обладнанні їх часто потрібно симулювати в масштабі. Пакет cuQuantum від NVIDIA прискорює ці симуляції на GPU, дозволяючи дослідникам вивчати квантові схеми з продуктивністю, недосяжною для сучасних квантових процесорів.

Це особливо важливо на ранніх етапах розробки квантового обладнання, коли симуляція допомагає валідувати архітектури, алгоритми та системи керування.

Dynamiqs: Симуляція фізики «котячих кубітів» на GPU

Бібліотека Dynamiqs з відкритим кодом від Alice & Bob зосереджена на симуляції фізики та динаміки квантових систем. Компанія інтегрувала CUDA-Q в Dynamiqs, що забезпечує GPU-прискорення для масштабних симуляцій систем на «котячих кубітах».

Ранні тести показують, що інтеграція може підвищити ефективність симуляції до 75 разів, значно спрощуючи дослідникам моделювання квантових пристроїв до розгортання реального обладнання.

Ці симуляції допомагають уточнювати протоколи керування, оптимізувати методи корекції помилок та направляти дизайн апаратного забезпечення.

NVQLink: Поєднання GPU та квантових процесорів

На рівні системної архітектури Alice & Bob та NVIDIA співпрацюють над NVQLink — відкритою платформою, призначеною для прямого з'єднання GPU з квантовими процесорами.

NVQLink щільно поєднує звичайний суперкомп'ютерний хост з контролером квантової системи, дозволяючи GPU брати участь у квантових робочих навантаженнях у реальному часі.

На практиці це дозволяє GPU виконувати такі завдання, як:

• Компіляція схем.
• Декодування в реальному часі для квантової корекції помилок.
• Динамічне калібрування кубітів.
• Керування зі зворотним зв'язком під час квантових обчислень.

Зв'язок з низькою затримкою між квантовим процессором та інфраструктурою GPU є критичним для відмовостійких квантових обчислень, де системи керування повинні швидко реагувати на результати вимірювань.

До гібридних квантово-класичних суперкомп'ютерів

Загальна мета партнерства NVIDIA та Alice & Bob — це не створення окремого квантового пристрою, а гібридних квантово-класичних суперкомп'ютерних платформ, придатних для використання в центрах високопродуктивних обчислень (HPC).

У таких системах:

• Квантові процесори виконують спеціалізовані квантові операції.
• GPU забезпечують симуляцію, оркестрацію та керування в реальному часі.
• Гібридні програмні платформи, як CUDA-Q, координують робочі процеси між усіма обчислювальними ресурсами.

Інтегруючи процесори на «котячих кубітах» з екосистемою прискорених обчислень NVIDIA, компанії прагнуть зробити квантове обладнання легшим для впровадження в ту ж інфраструктуру, що використовується сучасними системами AI та HPC.

У разі успіху такий підхід допоможе перенести квантові обчислення з ізольованих лабораторних пристроїв до практичних гібридних суперкомп'ютерів, здатних вирішувати реальні проблеми.