NVIDIA создаст симулятор квантового компьютера на базе суперкомпьютера

Компания NVIDIA и канадский стартап Xanadu Quantum Technologies объявили о совместном проекте. Их цель — создать мощнейший симулятор квантовых вычислений, используя обычный, но невероятно производительный суперкомпьютер. Согласитесь, звучит как план из научной фантастики.

Виртуальная квантовая реальность: зачем это нужно?

Суть в следующем. Пока физические кубиты капризны и нестабильны, их можно попробовать «нарисовать» программно. Для этого Xanadu предоставляет свой фреймворк с открытым кодом — PennyLane, созданный для гибридных квантово-классических расчетов. А NVIDIA добавляет в этот коктейль свой софтверный инструмент cuQuantum, который заставляет графические ускорители работать на пределе, эмулируя квантовые процессы.

Масштабы поражают. Чтобы симулировать работу скромной квантовой системы всего из 30 кубитов, ученым уже потребовалось 256 супермощных ускорителей NVIDIA A100 в составе суперкомпьютера Perlmutter. Представьте энергопотребление! Но это лишь начало.

По словам разработчиков, союз PennyLane и cuQuantum способен радикально увеличить количество виртуальных кубитов, доступных для симуляции. Первые тесты на одном ускорителе показали десятикратный рост производительности. А к концу этого года команда надеется задействовать до 4000 ускорителей на тысяче узлов. Это должно позволить симулировать систему из более чем 40 кубитов. Неужели мы сможем обмануть природу с помощью грубой вычислительной силы?

Что особенно интересно — такие масштабные симуляции обещают сделать доступными даже для стажеров. Планируется как минимум шесть серьезных проектов в областях физики высоких энергий, машинного обучения, материаловедения и химии. Кстати, Xanadu уже работает с Rolls-Royce над квантовыми алгоритмами для двигателей и с Volkswagen — над созданием более эффективных аккумуляторов. Похоже, квантовая революция начнется не в лаборатории, а внутри гигантского дата-центра.