眾多企業(yè)機構(gòu)正通過 NVIDIA 軟件和 GPU 上的混合量子計算獲得洞察，全球最大的化工企業(yè)巴斯夫就是其中之一。

巴斯夫的兩位研究人員 Michael Kuehn 和 Davide Vodola 不斷尋求突破，全力推動著公司在量子計算方面開拓創(chuàng)新。他們展示了量子算法如何識別傳統(tǒng)模擬無法發(fā)現(xiàn)的 NTA 關(guān)鍵屬性。NTA 是一種化合物，可用于去除城市污水中的鐵等有毒金屬。

巴斯夫的量子計算團隊正在 GPU 上模擬 24 量子位（量子計算機的處理引擎）的算力如何應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

這對于許多企業(yè)的研發(fā)中心已經(jīng)是一個重要成就，而他們卻再接再厲，最近又在 NVIDIA 的 Eos超級計算機上首次運行了一次 60 量子位模擬。

Kuehn 表示：“這是我們迄今為止使用量子算法運行過的最大規(guī)模的分子模擬?！?/p>

靈活且用戶友好型的軟件

巴斯夫正在 NVIDIA CUDA Quantum 上運行該模擬。該平臺用于編程 CPU 、 GPU 和 QPU（量子計算機）。

Vodola 表示這個平臺“非常靈活，對用戶很友好，讓我們能夠使用相對簡單的構(gòu)件來建立起復(fù)雜的量子電路模擬。如果沒有 CUDA Quantum，我們就不可能運行這一模擬?！?/p>

這項工作需要進行許多繁重的計算，因此巴斯夫啟用了搭載 NVIDIA Tensor Core GPU 的 NVIDIA DGX Cloud 服務(wù)。

Kuehn 表示：“我們需要大量算力，NVIDIA 平臺在此類模擬方面比基于 CPU 的硬件快得多?！?/p>

Kuehn 幫助啟動的巴斯夫量子計算計劃始于 2017 年。除了化學(xué)方面的工作外，其團隊還在開發(fā)量子計算的機器學(xué)習(xí)用例以及物流和調(diào)度優(yōu)化。

不斷壯大的 CUDA 量子社區(qū)

其他研究團隊也在使用 CUDA Quantum 推動科學(xué)發(fā)展。

紐約州立大學(xué)石溪分校的研究人員正在模擬亞原子粒子的復(fù)雜相互作用，力求突破高能物理的界限。他們的研究有望為基礎(chǔ)物理學(xué)帶來新的發(fā)現(xiàn)。

紐約州立大學(xué)教授、布魯克海文國家實驗室科學(xué)家 Dmitri Kharzeev 表示：“如果沒有 CUDA Quantum，我們就不可能進行量子模擬?！?/p>

惠普實驗室（Hewlett Packard Labs）的一個研究團隊正在使用 Perlmutter 超級計算機來探索量子化學(xué)中的磁相變，這也是同類型模擬中規(guī)模最大的一次研究。這項工作可以揭示傳統(tǒng)技術(shù)難以模擬的物理過程中存在的重要未知細節(jié)。

惠普實驗室首席架構(gòu)師 Kirk Bresniker 表示：“隨著量子計算機走向?qū)嶋H應(yīng)用，高性能的經(jīng)典模擬將成為開發(fā)新型量子算法原型的關(guān)鍵。通過模擬量子數(shù)據(jù)并從中學(xué)習(xí)，有望挖掘出量子計算的潛力。”

一座量子醫(yī)療中心

隨著 CUDA Quantum 在全球范圍內(nèi)得到更廣的支持，這些工作也接踵而至。

Classiq 是一家初創(chuàng)企業(yè)，目前已有 400 多所大學(xué)在使用其新方法編寫量子程序。該公司于今日宣布建立一所新的研究中心。

該中心與 NVIDIA 合作建立，致力于培訓(xùn)生命科學(xué)領(lǐng)域的專家編寫量子應(yīng)用，以將其用于輔助醫(yī)生診斷疾病或加速新藥研發(fā)。

Classiq 開發(fā)的量子設(shè)計軟件可以自動執(zhí)行低級別任務(wù)，因此開發(fā)人員無需了解有關(guān)量子計算機如何工作的所有復(fù)雜細節(jié)。該軟件現(xiàn)已與 CUDA Quantum 集成。

總部位于德國和瑞士的量子服務(wù)公司 Terra Quantum 正在為生命科學(xué)、能源、化學(xué)和金融領(lǐng)域開發(fā)混合量子應(yīng)用，這些應(yīng)用將在 CUDA Quantum 上運行。此外，芬蘭的 IQM 也在使其超導(dǎo) QPU 能夠支持 CUDA Quantum 的使用。

量子 “熱愛”Grace Hopper

多家公司將使用 NVIDIA Grace Hopper 超級芯片來推進自身混合量子工作的開展，包括總部位于英國雷丁的 Oxford Quantum Circuits。該公司正在一個由 CUDA Quantum 編程的混合 QPU/GPU 系統(tǒng)中使用 Grace Hopper。

芝加哥的 qBraid 和阿姆斯特丹的 Fermioniq 也在分別使用 Grace Hopper 構(gòu)建量子云服務(wù)和開發(fā)張量網(wǎng)絡(luò)算法。

Grace Hopper 的大量共享內(nèi)存與內(nèi)存帶寬使這些超級芯片非常適合內(nèi)存需求量大的量子模擬。

即刻采用 NVIDIA 加速軟件目錄 NGC (https://catalog.ngc.nvidia.com/orgs/nvidia/containers/cuda-quantum) 或 Github (https://github.com/NVIDIA/cuda-quantum) 中的最新版本 CUDA Quantum，開啟混合量子系統(tǒng)編程之旅。

GTC 2024 將于 2024 年 3 月 18 至 21 日在美國加州圣何塞會議中心舉行，線上大會也將同期開放。點擊“閱讀原文”或掃描下方海報二維碼，立即注冊 GTC 大會。