انویدیا از قدرت پردازنده‌های گرافیکی برای رایانش کوانتومی استفاده می‌کند

انویدیا کیت ابزاری با عنوان cuQuantum دارد که بین واحدهای GPU و QPU ارتباط برقرار می‌کند و دستاورد مهمی درزمینه‌ی رایانش کوانتومی به‌حساب می‌آید.
   
انویدیا می‌گوید ازطریق کیت ابزار شبیه‌ساز کوانتومی cuQuantum قصد دارد تلاش‌های خود برای برقراری ارتباط (پل‌زدن) بین پردازنده‌های گرافیکی و حوزه‌ی رایانش کوانتومی را تسریع کند. به‌گزارش Tom’s Hardware، انویدیا ازطریق cuQuantum به روش‌های جدیدی که در‌حال‌حاضر ازطریق سیستم‌های NISQ امکان دسترسی به آن‌ها وجود ندارد، شبیه‌سازی مدارهای کوانتومی را شتاب می‌بخشد.

تیم سبز برای عملی‌کردن هدف‌هایش روی پیوستگی هرچه‌بیشتر سیستم‌های کوانتومی و کلاسیک ازطریق راهکارهای ترکیبی حساب باز کرده است. همان‌طورکه می‌شد انتظار داشت، پردازنده‌های گرافیکی نقش بسیار مهمی در ایده‌های انویدیا برای محقق‌ساختن اهداف این شرکت ایفا می‌کنند.

انویدیا می‌گوید به‌دنبال طراحی راهکاری ارتباطی با تأخیر اندک است که می‌تواند بین واحدهای GPU و به‌طور مشخص‌تر هسته‌های Tensor آن‌ها با توانایی شبیه‌سازی کوانتومی و واحدهای QPU (واحد پردازش کوانتومی) ارتباط برقرار کند. هدف انویدیا بهره‌گیری از توانایی پردازنده‌های گرافیکی درزمینه‌ی رایانش موازی برای تسک‌های مختص‌ به پردازش کوانتومی نظیر بهینه‌سازی مداری و واسنجی و تصحیح خطا است. در این راهکار انویدیا از گلوگاه‌های ارتباطی بین سیستم‌های کوانتومی و سیستم‌های کلاسیک خبری نخواهد بود.

همچنین، رویکرد انویدیا درقبال رایانش کوانتومی شامل ارائه‌ی لایه‌ای نرم‌افزاری است که شباهت‌هایی به مدل‌ برنامه‌نویسی CUDA این شرکت دارد. انویدیا ازطریق این مدل برنامه‌نویسی در تلاش است تعامل کد‌محور با پردازنده‌ها و شبیه‌سازی‌های کوانتومی را تسهیل کند. انویدیا می‌گوید به کاربران امکان می‌دهد به‌صورت جزئی تسک‌های HPC خود را به پردازنده‌ی کوانتومیِ شبیه‌سازی‌شده‌ای پورت کنند و با این کار روند مهاجرت از سیستم‌های کلاسیک به سیستم‌های کلاسیک‌کوانتومی تسهیل شود.

به‌ادعای انویدیا، هم‌اکنون ده‌ها سازمان مختلف مشغول استفاده از کیت ابزار cuQuantum هستند تا پردازش‌های کوانتومی خود را به شیوه‌ای بهینه انجام دهند. شرکت Amazon Web Services ازطریق Braket دسترسی به کیت ابزار cuQuantum را ممکن می‌کند. به‌گفته‌ی آمازون، استفاده از cuQuantum باعث می‌شود پردازش‌های مبتنی‌بر یادگیری ماشین کوانتومی تا ۹۰۰ برابر تسریع شود. دیگر پلتفرم‌های مجهز به cuQuantum شامل شبیه‌ساز کوانتومی گوگل، Qiskit Aer شرکت و PennyLane شرکت Xanadu می‌شود.

انویدیا اخیراً با بهره‌گیری از فریم‌ورک cuQuantum و ابرکامپیوتر Selene توانسته رکورد جهانی جدیدی درزمینه‌ی شبیه‌سازی رایانش کوانتومی ثبت کند. شرکت Menten AI اعلام کرده است که به اکوسیستم cuQuantum انویدیا ملحق می‌شود. این شرکت فعال در حوزه‌ی تولید دارو قصد دارد از شبکه‌ی Tensor فریم‌ورک cuQuantum برای شبیه‌سازی تعاملات پروتئین‌ها و مولکول‌های دارویی جدید بهره بگیرد. هدف Menten AI تسریع روند طراحی داروهای جدید است.

یکی از دانشمندان Menten AI می‌گوید در همین حین که سخت‌افزارهای مبتنی‌بر رایانش کوانتومی در دست ساخت هستند، ابزارهای رایانش کلاسیک نظیر cuQuantum برای توسعه‌ی الگوریتم‌های کوانتومی بسیار ضروری به‌نظر می‌رسند.