NVIDIA acelera centros de computação quântica em todo o mundo com a Plataforma CUDA-Q

Sites de supercomputação na Alemanha, Japão e Polônia usarão a plataforma para alimentar as unidades de processamento quântico (QPUs) dentro de seus sistemas de computação de alto desempenho, acelerados pela NVIDIA.

As QPUs são os cérebros dos computadores quânticos que usam o comportamento de partículas como elétrons ou fótons para calcular de forma diferente dos processadores tradicionais, com o potencial de tornar certos tipos de cálculos mais rápidos.

O Centro de Supercomputação de Jülich (JSC) da Alemanha, no Forschungszentrum Jülich (FZJ), está instalando uma QPU construída pela IQM Quantum Computers como um complemento para seu supercomputador JUPITER, superalimentado pelo superchip NVIDIA GH200 Grace Hopper.

O supercomputador ABCI-Q, localizado no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Industrial Avançada (AIST) no Japão, foi projetado para avançar a iniciativa de computação quântica do país. Alimentado pela arquitetura NVIDIA Hopper, o sistema adicionará uma QPU da QuEra.

O Poznan Supercomputing and Networking Center (PSNC) da Polônia instalou recentemente duas QPUs fotônicas, criadas pela ORCA Computing, conectadas a uma nova partição de supercomputador acelerada pelo NVIDIA Hopper.

“A computação quântica útil será possibilitada pela forte integração do quantum com a supercomputação GPU”, afirma Tim Costa, diretor de quantum e HPC da NVIDIA. “A plataforma de computação quântica da NVIDIA equipa pioneiros como o AIST, o JSC e o PSNC para ultrapassar os limites da descoberta científica e avançar o estado da arte da supercomputação integrada quântica”.

A QPU integrada ao ABCI-Q permitirá que os pesquisadores da AIST investiguem aplicações quânticas em IA, energia e biologia, utilizando átomos de Rubídio, controlados por luz laser, como qubits para realizar cálculos. Esses são os mesmos tipos de átomos usados em relógios atômicos de precisão. Cada átomo é idêntico, o que proporciona um método promissor para a obtenção de um processador quântico de alta fidelidade e em larga escala.

“Os pesquisadores do Japão farão progressos em direção a aplicações práticas de computação quântica com o supercomputador acelerado quântico-clássico ABCI-Q”, pontua Masahiro Horibe, vice-diretor do G-QuAT/AIST. “A NVIDIA está ajudando esses pioneiros a ultrapassar os limites da pesquisa em computação quântica”.

As QPUs da PSNC permitirão que os pesquisadores explorem a biologia, a química e o machine learning com dois sistemas de fotônica quântica PT-1. Os sistemas usam fótons únicos, ou pacotes de luz, em frequências de telecomunicações como qubits. Isso permite uma arquitetura quântica distribuída, dimensionável e modular usando componentes de telecomunicações padrão e prontos para uso.

“Nossa colaboração com a ORCA e a NVIDIA nos permitiu criar um ambiente exclusivo e construir um novo sistema híbrido quântico-clássico no PSNC”, ressalta Krzysztof Kurowski, CTO e vice-diretor do PSNC. “A integração e a programação abertas e fáceis de várias QPUs e GPUs gerenciadas com eficiência por serviços centrados no usuário são essenciais para desenvolvedores e usuários. Essa estreita colaboração abre caminho para uma nova geração de supercomputadores acelerados por quantum para muitas áreas de aplicações inovadoras, não amanhã, mas hoje.”

A QPU integrada ao JUPITER permitirá que os pesquisadores do JSC desenvolvam aplicações quânticas para simulações químicas e problemas de otimização, além de demonstrar como os supercomputadores clássicos podem ser acelerados por computadores quânticos. Ela é construída com qubits supercondutores, ou circuitos eletrônicos ressonantes, que podem ser fabricados para se comportar como átomos artificiais em baixas temperaturas.

“A computação quântica está sendo aproximada pela supercomputação acelerada híbrida quântica-clássica”, afirma Kristel Michielsen, chefe do grupo de processamento de informações quânticas do JSC. “Por meio de nossa colaboração contínua com a NVIDIA, os pesquisadores do JSC avançarão nos campos da computação quântica, bem como da química e da ciência dos materiais.”

Ao integrar fortemente os computadores quânticos com os supercomputadores, o CUDA-Q também permite que a computação quântica com IA resolva problemas como qubits com ruído e desenvolva algoritmos eficientes.

A CUDA-Q é uma plataforma de supercomputação acelerada clássica quântica de código aberto e independente de QPU. Ela é usada pela maioria das empresas que implementam QPUs e oferece o melhor desempenho da categoria.

“Estamos em uma nova era na computação, onde a capacidade de processamento quântico irá revolucionar a forma como enfrentamos os desafios mais complexos da humanidade. Com a plataforma da NVIDIA, será possível acelerar aplicações para que pesquisadores e cientistas possam avançar em diversas áreas, como biologia, química. Estamos empolgados em contribuir com a próxima geração de descobertas científicas”, reforça Marcio Aguiar, diretor da divisão Enterprise da NVIDIA para América Latina.