NVIDIA cuQuantum SDK 創(chuàng)造量子計(jì)算模擬世界紀(jì)錄

在新興的量子計(jì)算領(lǐng)域，NVIDIA剛剛打破了一項(xiàng)具有重大影響的紀(jì)錄，同時(shí)正在推出相關(guān)軟件，以便任何人都可以完成這項(xiàng)工作。

量子計(jì)算將推進(jìn)氣候研究、藥物研發(fā)、金融等領(lǐng)域的新一波前進(jìn)浪潮。通過(guò)在當(dāng)今的經(jīng)典系統(tǒng)上模擬未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)，研究人員可以更快、更大規(guī)模地開(kāi)發(fā)和測(cè)試量子算法。

朝著這個(gè)未來(lái)，NVIDIA創(chuàng)造了有史以來(lái)最大的量子算法模擬，使用cuQuantum來(lái)解決MaxCut問(wèn)題，cuQuantum是NVIDIA用于加速GPU上的量子電路模擬的SDK。

在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中，經(jīng)常列舉 MaxCut 示例，說(shuō)明任何已知計(jì)算機(jī)都無(wú)法有效解決的優(yōu)化問(wèn)題。MaxCut 算法用于設(shè)計(jì)大型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，找到具有數(shù)十億條硅通路的芯片的絕佳布局，并探索統(tǒng)計(jì)物理學(xué)領(lǐng)域。

MaxCut 是量子學(xué)界中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，它是展示使用量子算法優(yōu)勢(shì)的主要候選項(xiàng)之一。

NVIDIA在 內(nèi)部超級(jí)計(jì)算機(jī) Selene上運(yùn)行 cuQuantum 中的cuTensorNet 庫(kù)，模擬量子算法來(lái)解決 MaxCut 問(wèn)題。使用 896 個(gè) GPU 模擬 1,688 個(gè)量子位，能夠處理包含高達(dá) 3,375 個(gè)頂點(diǎn)的圖形。這比之前超大型的量子模擬提高了 8 倍的量子位。NVIDIA的解決方案也實(shí)現(xiàn)了非常準(zhǔn)確的結(jié)果，達(dá)到了最佳已知答案的 96%。

圖注：在超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行張量網(wǎng)絡(luò) MaxCut 模擬創(chuàng)造的先前世界紀(jì)錄(左)。在 Selene 上運(yùn)行 cuTensorNet 庫(kù)（右）。

這一突破開(kāi)啟了在 NVIDIA DGX 系統(tǒng) 上使用 cuQuantum 的大門(mén)，研究量子算法的規(guī)模遠(yuǎn)超以往，加速了未來(lái)量子計(jì)算機(jī)之路。

開(kāi)啟量子世界

現(xiàn)在可試用創(chuàng)造此世界紀(jì)錄的同款軟件。

從現(xiàn)在開(kāi)始，cuQuantum 的首個(gè)庫(kù)cuStateVec 推出公測(cè)版，可供下載。它使用態(tài)矢量方法加速數(shù)十個(gè)量子位的模擬。

幫助NVIDIA創(chuàng)造世界紀(jì)錄的 cuTensorNet 庫(kù)使用張量網(wǎng)絡(luò)方法在一些前景可期的近期算法上模擬多達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)量子位。它將于 12 月推出。