Nvidia представила CUDA-Q Logical для оркестрации отказоустойчивых квантовых вычислений на разных типах «железа»

Nvidia расширила открытый квантовый стек CUDA-Q, добавив новый уровень оркестрации — CUDA-Q Logical. Эта разработка предоставляет исследователям и разработчикам универсальный программируемый инструмент для создания и тестирования приложений, способных работать на отказоустойчивых квантовых вычислителях с логическими кубитами.

Отказоустойчивые квантовые процессоры с логическими кубитами необходимы для решения практических задач, включая разработку лекарств, финансовое моделирование и создание новых материалов. Однако проектирование таких систем сопряжено с комплексной задачей совместного дизайна алгоритмов, кодов коррекции ошибок и аппаратных архитектур, где каждое изменение может существенно влиять на потребляемые ресурсы.

CUDA-Q Logical позволяет гибко моделировать и управлять всеми компонентами квантовой системы, быстро переключаясь между вариантами для поиска оптимальных конфигураций. По словам Тимоти Косты, вице-президента Nvidia по квантовым технологиям, платформа обеспечивает мощный и универсальный подход к исследованию интегрированных систем с логическими кубитами вне зависимости от типа и архитектуры аппаратуры, что значительно ускоряет разработку полезных квантово-графических суперкомпьютеров.

Ряд исследовательских центров и производителей квантовых процессоров уже применяют CUDA-Q Logical. Например, Fermi National Accelerator Laboratory сократил время разработки архитектуры отказоустойчивых алгоритмов с пяти месяцев до трёх недель, достигнув ускорения в 7 раз. Iceberg Quantum с помощью платформы уменьшил оценку необходимых физических кубитов для создания 1000 логических с 1,5 миллиона до 150 тысяч, что примерно в 10 раз меньше предыдущих предположений.

Кроме того, Sandia National Laboratories интегрировала в CUDA-Q новый аппаратно-независимый бенчмарк QUOPS, который измеряет готовность квантовых систем к практическому применению. QUOPS предоставляет отрасли открытый стандарт для оценки прогресса в развитии отказоустойчивых квантовых компьютеров.

В экосистему Nvidia также входят технологии интеграции квантовых процессоров с GPU-суперкомпьютерами через NVQLink, что позволяет создавать гибридные системы. Компании Anyon Computing, Quandela и Quantum Machines уже демонстрируют решения на базе этой архитектуры.

Платформа CUDA-Q продолжает расширяться: к ней подключаются исследовательские инициативы, такие как Quantum Flywheel от BlueQubit, и проекты по квантовой ошибкоустойчивости от Qedma Quantum Computing и QCentroid. Также с поддержкой Nvidia развиваются квантовые приложения — от генеративного ИИ IonQ до цифровых двойников квантовых сенсоров MITRE и молекулярных баз данных Phasecraft.

CUDA-Q Logical доступен для загрузки на GitHub, включая репозиторий с реализацией QUOPS.

По данным Nvidia.