助攻澳大利亚量子计算突破，NVIDIA超级芯片落地超算中心
芯东西（公众号：aichip001）
作者 | ZeR0
编辑 | 漠影
芯东西2月21日报道，NVIDIA于2月18日宣布，澳大利亚超算研究中心将在其国家超算和量子计算创新中心使用由NVIDIA Grace Hopper超级芯片加速的NVIDIA CUDA Quantum平台，来运行最先进的量子计算模拟。
据澳大利亚国家科学机构联邦科学与工业研究组织（CSIRO）估算，量子计算每年能够为澳大利亚市场带来价值25亿澳元的机会，到2040年有可能创造1万个新就业岗位。为实现这一目标，需将量子计算引入到其他科学领域，例如应用于天文学、生命科学、医学、金融等。
NVIDIA高性能计算和量子计算总监Tim Costa谈道：“无论是开发算法、设计设备还是发明强大的纠错、校准和控制方法，高性能模拟对于研究人员应对量子计算领域的重大挑战至关重要。CUDA Quantum与NVIDIA Grace Hopper超级芯片一起帮助Pawsey超算研究中心等创新机构实现这些重要突破，加速推动量子集成超级计算走向应用。”
超级计算机是量子研发的基础。Pawsey超算研究中心致力于为澳大利亚量子社区及其国际合作伙伴提供NVIDIA Grace Hopper平台，正在部署8个基于NVIDIA MGX模块化架构的NVIDIA Grace Hopper超级芯片GH200，为NVIDIA CUDA量子平台提供支持。
GH200将基于Arm的NVIDIA Grace CPU与基于Hopper架构的GPU整合到一个封装中，并使用NVIDIA NVLink-C2C技术实现互连，无需传统CPU-GPU PCIe连接，可在加速器上运行高保真、可扩展的量子模拟，并且能够与未来的量子硬件基础设施无缝对接。
相比最新的PCIe技术，GPU和CPU之间的带宽提高了7倍。运行TB级数据的应用性能也实现了高达10倍的提升，能够为量子-经典研究人员解决世界上最复杂的问题提供助力。
NVIDIA CUDA Quantum是一个拥有丰富模拟工具并能对混合CPU、GPU、QPU系统进行编程的开源混合量子计算平台，具有混合量子-高性能计算（HPC）系统的能力。该中心的研究人员将使用CUDA Quantum和专为加速量子计算工作流程而优化的软件开发工具套件NVIDIA cuQuantum。
Pawsey超算研究中心将部署这套系统，直接在传统的高性能计算系统上运行量子工作负载，充分利用这些系统的处理能力，并开发出能够智能地将计算划分到经典内核和量子内核的混合算法，通过量子设备实现计算效率的提升。该中心将从各种量子变分算法入手，研究量子机器学习、化学模拟、射电天文学图像处理、金融分析、生物信息学、专用量子模拟器等关键领域。
一个利用AI加速量子计算的典例是，多伦多大学、圣裘德儿童研究医院、NVIDIA合作开发了一种新的基于生成式预训练Transformer（GPT）的方法来计算感兴趣分子的基态能量，首次演示了GPT生成的量子工作负载，在Perlmutter超级计算机的A100 GPU上使用CUDA Quantum执行，为药物发现、材料科学和环境挑战打开了新型生成式量子算法（GQAs）的大门。
Pawsey超算研究中心执行总监Mark Stickells 称：“Pawsey超算研究中心的研究和试验台设施正在推动澳大利亚乃至全世界的科学探索。NVIDIA的CUDA Quantum平台将使我们的科学家能够推动量子计算研究领域突破创新。”
未来有用的量子计算将以混合形式发挥价值，作为加速器与超级计算机紧密集成，并协同编程。