Nvidia cuda-q menghadirkan komputasi kuantum ke superkomputer saat ini. NVIDIA mendukung komputasi kuantum di pusat superkomputer mutakhir di seluruh dunia menggunakan platform open source Cuda-Q

NVIDIA CUDA-Q menghadirkan komputasi kuantum ke superkomputer masa kini

lucas gomes avatar
NVIDIA mendukung komputasi kuantum di pusat superkomputer mutakhir di seluruh dunia menggunakan platform open source CUDA-Q

O NVIDIA CUDA-Q hadir sebagai jembatan yang menyatukan komputasi kuantum dan klasik, menawarkan sinergi antara kedua bagian. Dengan mengintegrasikan domain-domain ini, perusahaan dan institusi memiliki peluang kerja yang beragam, memperluas cakrawala penelitian dan penerapannya. Kemampuannya untuk memberikan kinerja tingkat lanjut dan fleksibilitas dalam memilih Unit Pemrosesan Kuantum (QPU) menjadikannya alat yang hebat untuk mendorong inovasi di bidang-bidang yang bergantung pada komputasi berkinerja tinggi. Memahami lebih baik tentang platform dan aplikasinya.

Manfaat CUDA-Q

Hal baru ini menjanjikan untuk meningkatkan penelitian terhadap teknologi maju. Gambar: pengembang nvidia nvidia cuda-q
Hal baru ini menjanjikan untuk meningkatkan penelitian terhadap teknologi maju. Gambar: Pengembang NVIDIA

O NVIDIA CUDA-Q (singkatan dari Hitung Arsitektur Perangkat Terpadu untuk Quantum, dalam bahasa Portugis, Unified Computing Device Architecture for Quantum) menawarkan serangkaian manfaat di persimpangan antara komputasi kuantum dan superkomputer. Fiturnya yang paling menonjol adalah integrasi yang erat antara dua domain komputasi. Integrasi ini memungkinkan perusahaan dan institusi memanfaatkan potensi komputasi kuantum semaksimal mungkin bersama dengan komputasi klasik, sehingga membuka kemungkinan baru untuk penelitian dan penerapan.

Teknologi ini menunjukkan kinerja yang canggih, mampu memberikan hasil berkualitas tinggi dalam berbagai aplikasi, mulai dari simulasi kimia hingga masalah optimasi. Efisiensi ini sangat penting untuk mendorong inovasi dan kemajuan di bidang yang sangat bergantung pada komputasi kinerja tinggi.

Salah satu kelebihan komputasi kuantum dengan NVIDIA CUDA-Q adalah kemampuannya keluwesan e agnostisme kaitannya dengan QPU. Artinya, organisasi mempunyai kebebasan untuk memilih unit pemrosesan kuantum yang paling sesuai dengan kebutuhan spesifiknya, tanpa terpaku pada satu opsi perangkat keras saja. Fleksibilitas ini penting dalam bidang yang dinamis seperti komputasi kuantum.

Selain itu, mendukung komunitas pengembang merupakan aspek penting untuk komputer kuantum dengan NVIDIA CUDA-Q. Sebagai platform sumber terbuka, hal ini mendorong kolaborasi dan pengembangan komunitas dengan memungkinkan pengembang mengakses alat dan sumber daya yang diperlukan untuk mengeksplorasi dan memperluas cakrawala komputasi kuantum bersama dengan komputasi klasik.

Terakhir, platformnya NVIDIA CUDA-Q hal ini juga memungkinkan solusi inovatif dengan memungkinkan kombinasi komputasi kuantum dengan kecerdasan buatan. Integrasi ini membuka jalan bagi pendekatan inovatif yang dapat mengatasi tantangan seperti qubit — digunakan di QPU, yang akan kami jelaskan di bawah — berisik dan mengembangkan algoritme yang efisien. Sinergi antara berbagai bidang komputasi ini mendorong kemajuan berkelanjutan di garis depan penelitian dan penerapan praktis komputasi kuantum.

Kolaborasi kami dengan ORCA dan NVIDIA memungkinkan kami menciptakan lingkungan unik dan membangun sistem hybrid kuantum klasik baru di PSNC. Integrasi dan pemrograman beberapa QPU dan GPU yang mudah dan terbuka, dikelola secara efisien oleh layanan yang berpusat pada pengguna, sangat penting bagi pengembang dan pengguna. Kolaborasi erat ini membuka jalan bagi generasi baru superkomputer dengan percepatan kuantum untuk banyak bidang aplikasi inovatif, bukan di masa depan, melainkan saat ini.

Kata Krzysztof Kurowski, CTO dan Wakil Direktur PSNC

Apa itu QPU?

Tampilan dekat dari chip komputer
Contoh tampilan QPU yang dipresentasikan di ISC 2024. Gambar: Blog NVIDIA

As QPUAtau Unit Pemrosesan Kuantum, adalah komponen penting dari komputer kuantum. Sedangkan prosesor klasik, seperti yang ditemukan di komputer tradisional, menggunakan bit Untuk memproses informasi, komputer kuantum digunakan qubit, yang merupakan unit informasi kuantum.

Um qubit bisa ada di banyak negara secara bersamaan, berkat fenomena kuantum yang disebut superposisi. Artinya, meskipun bit klasik dapat berada dalam keadaan 0 atau 1 pada waktu tertentu, qubit dapat berada dalam superposisi dari keadaan tersebut, mewakili 0, 1 atau kombinasi keduanya secara bersamaan. Hal ini memberikan komputer kuantum kapasitas pemrosesan informasi yang jauh lebih besar dibandingkan komputer klasik.

Mereka bertanggung jawab untuk memanipulasi dan mengoperasikan qubit ini dengan menerapkan operasi kuantum, seperti gerbang dan pengukuran kuantum, untuk melakukan penghitungan dan memproses informasi dengan cara kuantum. Selain itu, QPU juga harus demikian sangat akurat dan stabil, karena qubit rentan terhadap gangguan lingkungan, seperti kebisingan dan suhu.

QPU adalah jantung dari komputer kuantum dan memainkan peran mendasar dalam menjalankan tugas dan algoritma kuantum. Perusahaan dan lembaga penelitian di seluruh dunia, seperti NVIDIA sendiri, berinvestasi dalam pengembangan dan peningkatan QPU untuk mendorong kemajuan komputasi kuantum dan mengeksplorasi potensinya dalam berbagai aplikasi, mulai dari simulasi kimia hingga kriptografi dan kecerdasan buatan.

Aplikasi dan kelebihan

Diagram suatu pekerjaan
Contoh alur kerja eksperimen hibrid kuantum klasik. Gambar: AWS

Unit Pemrosesan Kuantum menghadirkan beragam aplikasi dan keunggulan yang menjanjikan merevolusi komputasi dan sains. Kita bisa memulainya dengan mengutip simulasi kuantum, di mana QPU digunakan untuk memodelkan sistem kuantum yang kompleks, seperti molekul dan bahan. Hal ini dapat mengarah pada kemajuan dalam pemahaman proses kimia dan fisika, serta penemuan material baru dengan sifat unik, termasuk superkonduktor suhu tinggi.

Aplikasi penting lainnya adalah pengoptimalan, di mana QPU mempunyai potensi untuk memecahkan masalah optimasi yang kompleks di a jauh lebih efisien dibandingkan komputer klasik. Hal ini relevan di banyak bidang, mulai dari logistik dan perencanaan hingga keuangan dan desain sirkuit elektronik.

Dalam konteks keamanan informasi, QPU mempunyai peran ganda. Di satu sisi, mereka dapat digunakan untuk memecahkan banyak sistem enkripsi yang saat ini digunakan. Di sisi lain, QPU juga dapat digunakan mengembangkan metode kriptografi kuantum yang secara teoritis tahan terhadap kerusakan, menawarkan paradigma keamanan data baru.

Menggabungkan QPU dengan algoritme pembelajaran mesin kuantum berpotensi mendorong kemajuan di bidang ini inteligência buatan, terutama dalam masalah yang melibatkan data dalam jumlah besar dan kompleksitas komputasi — ini adalah aspek terkini.

Di bidang kedokteran dan biologi, QPU dapat digunakan untuk mensimulasikan dan memahami proses biologis yang kompleks, seperti pelipatan protein dan interaksi obat dengan reseptor seluler. Simulasi ini dapat berkontribusi pada pengembangan obat-obatan yang lebih efektif dan perawatan yang dipersonalisasi. Dan juga di sektor keuangan, di mana QPU dapat diterapkan untuk mengoptimalkan portofolio investasi, memodelkan risiko keuangan yang kompleks, dan mengidentifikasi pola dalam kumpulan data pasar yang besar.

Superkomputer mendapat manfaatnya

Sekelompok server komputer hitam
Platform superkomputer HGX Nvidia. Gambar: zaman israel

Superkomputer yang mendapat manfaat dari integrasi platform NVIDIA CUDA-Q berlokasi di pusat penelitian terkemuka di seluruh dunia. HAI Pusat Superkomputer Jülich (JSC) di Jerman mengoperasikan superkomputer JUPITER, yang kini akan dilengkapi dengan Quantum Processing Unit (QPU) yang dipasok oleh IQM Quantum Computers. QPU ini akan digerakkan oleh NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip. Kemitraan ini akan memungkinkan para peneliti JSC untuk mengembangkan dan menjalankan aplikasi kuantum, khususnya dalam simulasi kimia dan masalah optimasi, sekaligus menjadi contoh bagaimana superkomputer klasik dapat dipercepat dengan komputasi kuantum.

Di Jepang, Institut Nasional Sains dan Teknologi Industri Lanjutan (AIST) memajukan inisiatif komputasi kuantumnya dengan superkomputer ABCI-Q. Mengintegrasikan QPU yang disediakan oleh QuEra dan didukung oleh arsitektur NVIDIA Hopper, sistem ini akan membuka peluang penelitian baru. Peneliti AIST akan dapat mengeksplorasi aplikasi kuantum dalam kecerdasan buatan, energi, dan biologi, menggunakan atom rubidium sebagai qubit yang dikendalikan laser untuk melakukan perhitungan kompleks.

Akhirnya, Pusat Superkomputer dan Jaringan Poznan (PSNC) di Polandia mengambil pendekatan inovatif dengan dua QPU fotonik dari Komputasi ORCA, terhubung ke partisi superkomputer baru yang dipercepat oleh platform CUDA-Q. Pengaturan ini akan memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi berbagai aplikasi, mulai dari biologi dan kimia hingga pembelajaran mesin. Dengan menggunakan sistem fotonik kuantum, QPU ini menawarkan pendekatan komputasi kuantum yang terdistribusi, terukur, dan modular menggunakan komponen telekomunikasi standar.

Superkomputer ini mewakili kemajuan signifikan dalam integrasi teknologi kuantum dan klasik, yang mendorong garis depan penelitian dalam komputasi kinerja tinggi. Superkomputer ini masih menggunakan superchip NVIDIA Grace Hopper untuk mempercepat penelitian ilmiah. Bersama-sama, sistem ini menghasilkan 200 exaflops, atau 200 triliun kalkulasi per detik, kekuatan pemrosesan AI yang hemat energi.

AI mempercepat penelitian perubahan iklim, mempercepat penemuan obat, dan menghasilkan kemajuan di banyak bidang lainnya. Sistem yang didukung oleh NVIDIA Grace Hopper menjadi bagian penting dari HPC karena kemampuannya dalam mentransformasi industri sekaligus mendorong efisiensi energi yang lebih baik.

Ian Buck, Wakil Presiden Hypercale dan HPC di NVIDIA

O Isambard-AI e Isambard 3 dari Universitas Bristol di Inggris, bersama dengan sistem di AS seperti yang ada di Los Alamos National Laboratory dan Texas Advanced Computing Center, bergabung dengan tren superkomputer berbasis Arm NVIDIA yang sedang berkembang, dengan memanfaatkan Superchip CPU Grace dan Platform Grace Hopper. Gerakan ini mencerminkan percepatan global dalam pembangunan superkomputer berbasis AI, yang didorong oleh pengakuan akan pentingnya strategis dan budaya AI yang unggul – yang juga dikenal sebagai AI yang berdaulat.

Dengan mengintegrasikan arsitektur GPU dan CPU berdasarkan Lengan dengan teknologi interkoneksi NVIDIA NVLink-C2C, atau GH200 memimpin perubahan ini, memungkinkan pusat ilmiah beralih dari instalasi sistem ke penelitian praktis dalam waktu singkat (menurut mereknya, mulai dari tahun hingga bulan). Proyek Isambard-AI merupakan contoh kemajuan ini, dengan tahap awal yang sudah menunjukkan efisiensi tinggi, dan hadirnya lebih banyak Grace Hopper Superchip diharapkan akan menghasilkan peningkatan kinerja superkomputer yang signifikan.

Kesimpulan

Pengenalan dari NVIDIA CUDA-Q menandai momen penting dalam konvergensi antara komputasi kuantum dan klasik, menawarkan platform yang fleksibel dan kuat yang mendorong inovasi di berbagai bidang. Dengan mengintegrasikan kedua domain ini secara erat, perusahaan dan institusi kini memiliki akses terhadap serangkaian kemungkinan penelitian dan penerapan baru, sehingga memperluas cakrawala komputasi kinerja tinggi.

Dengan kemampuannya untuk memberikan kinerja tingkat lanjut, agnostisisme QPU, dan dukungan untuk komunitas pengembang, CUDA-Q muncul sebagai alat penting untuk mengkatalisasi kemajuan dalam komputasi kuantum dan kecerdasan buatan, sehingga mendorong era baru inovasi teknologi. Mari ikuti terus untuk melihat apa lagi yang akan diberikan alat ini kepada kita!

Lihat juga:

Bagaimana membuat stiker di iPhone untuk WhatsApp dan aplikasi lainnya.

Dengan informasi dari: NVIDIA [1] e [2]

Diperiksa oleh Glaucon Vital pada 13/5/24.


Temukan lebih lanjut tentang Showmetech

Daftar untuk menerima berita terbaru kami melalui email.

Tinggalkan komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Bidang yang harus diisi ditandai dengan *

Pos terkait