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Forscher sind bereit für Fortschritte mit NVIDIA CUDA Quantum

15
November
,
2023
Jordanien Ranous

Michael Kuehn und Davide Vodola von der BASF leisten Pionierarbeit auf dem Gebiet der Quanteninformatik in der chemischen Industrie und verschieben die Grenzen dessen, was in der wissenschaftlichen Simulation möglich ist. Sie demonstrieren die Leistungsfähigkeit von Quantenalgorithmen, um Eigenschaften von NTA, einer Verbindung, die zur Entfernung giftiger Metalle aus Abwässern verwendet wird, aufzudecken, die herkömmliche Simulationen nicht erkennen können.

Das BASF-Team hat einen bedeutenden Meilenstein erreicht, indem es 24 Qubits, die Kernrecheneinheiten eines Quantencomputers, mit Hilfe von Grafikprozessoren simuliert hat. Vor kurzem wurden die ersten 60 Qubit-Simulationen auf dem Eos H100 Supercomputer von NVIDIA durchgeführt, was die umfangreichste Molekülsimulation mit einem Quantenalgorithmus darstellt. Die Arbeit erfordert eine Menge Schwerstarbeit, daher wandte sich BASF an einen NVIDIA DGX Cloud Service, der NVIDIA H100 Tensor Core GPUs verwendet.

Die 2017 von Kuehn ins Leben gerufene Quantencomputer-Initiative der BASF ist nicht auf die Chemie beschränkt. Das Unternehmen erforscht Quantencomputing-Anwendungen für maschinelles Lernen und die Optimierung von Logistik und Zeitplanung. Diese Initiative wird von NVIDIA CUDA Quantum unterstützt, einer vielseitigen und benutzerfreundlichen Plattform für die Programmierung von CPUs, GPUs und Quantenprozessoren (QPUs). Vodola lobt CUDA Quantum für seine Einfachheit und Flexibilität, die komplexe Simulationen von Quantenschaltungen ermöglichen.

Zur Bewältigung der anspruchsvollen Berechnungsanforderungen setzt BASF NVIDIA H100 Tensor Core GPUs ein. Kuehn verweist auf den erheblichen Geschwindigkeitsvorteil dieser NVIDIA-Plattform gegenüber CPU-basierter Hardware für solche Simulationen.

Unmögliche Quantensimulationen ermöglichen

CUDA Quantum gewinnt auch außerhalb der BASF zunehmend an Bedeutung. Forscher an der SUNY Stony Brook nutzen es für Simulationen in der Hochenergiephysik, um die Wechselwirkungen zwischen subatomaren Teilchen zu erforschen. Dmitri Kharzeev von der SUNY und dem Brookhaven National Lab hebt die Rolle von CUDA Quantum bei der Ermöglichung von ansonsten unmöglichen Quantensimulationen hervor. In ähnlicher Weise nutzt ein Team bei Hewlett Packard Labs den Perlmutter-Supercomputer für quantenchemische Simulationen und erforscht magnetische Phasenübergänge in einer der größten Simulationen dieser Art.

Die weltweite CUDA Quantum Community wächst. Classiq, ein israelisches Start-up-Unternehmen, kündigte ein neues Forschungszentrum am Tel Aviv Sourasky Medical Center an, in dem Biowissenschaftsexperten in der Entwicklung von Quantenanwendungen geschult werden sollen. Dies könnte zu Fortschritten bei der Krankheitsdiagnose und der Arzneimittelentwicklung führen. Die Quanten-Design-Software von Classiq vereinfacht Low-Level-Aufgaben und wird in CUDA Quantum integriert.

Terra Quantum und IQM entwickeln hybride Quantenanwendungen für verschiedene Bereiche und planen, diese auf CUDA Quantum laufen zu lassen. Mehrere Unternehmen, darunter Oxford Quantum Circuits, verwenden NVIDIA Grace Hopper Superchips für ihre hybriden Quantenanwendungen. Quantum Machines kündigte an, dass das israelische National Quantum Center als erstes NVIDIA DGX Quantum einsetzen wird , ein System, das Grace Hopper Superchips verwendet, um Quantencomputer verschiedener Hersteller zu betreiben.

Quantum Cloud-Dienste

Grace Hopper Superchips werden auch von qBraid und Fermioniq für Quanten-Cloud-Dienste bzw. für die Entwicklung von Tensornetz-Algorithmen genutzt. Der gemeinsame Speicher und die Bandbreite von Grace Hopper machen diese Superchips ideal für Quantensimulationen.

NVIDIA lädt Entwickler ein, mit der Programmierung von hybriden Quantensystemen zu beginnen - mit der neuesten Version von CUDA Quantum, die auf NGC, NVIDIAs Katalog für beschleunigte Software, oder auf GitHub verfügbar ist. Diese Initiative markiert einen bedeutenden Schritt in der Verschmelzung von Quantencomputing und traditionellem High-Performance-Computing und ebnet den Weg für bahnbrechende Fortschritte in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen.

Lesen Sie den vollständigen Artikel auf StorageReview

Michael Kuehn und Davide Vodola von der BASF leisten Pionierarbeit auf dem Gebiet der Quanteninformatik in der chemischen Industrie und verschieben die Grenzen dessen, was in der wissenschaftlichen Simulation möglich ist. Sie demonstrieren die Leistungsfähigkeit von Quantenalgorithmen, um Eigenschaften von NTA, einer Verbindung, die zur Entfernung giftiger Metalle aus Abwässern verwendet wird, aufzudecken, die herkömmliche Simulationen nicht erkennen können.

Das BASF-Team hat einen bedeutenden Meilenstein erreicht, indem es 24 Qubits, die Kernrecheneinheiten eines Quantencomputers, mit Hilfe von Grafikprozessoren simuliert hat. Vor kurzem wurden die ersten 60 Qubit-Simulationen auf dem Eos H100 Supercomputer von NVIDIA durchgeführt, was die umfangreichste Molekülsimulation mit einem Quantenalgorithmus darstellt. Die Arbeit erfordert eine Menge Schwerstarbeit, daher wandte sich BASF an einen NVIDIA DGX Cloud Service, der NVIDIA H100 Tensor Core GPUs verwendet.

Die 2017 von Kuehn ins Leben gerufene Quantencomputer-Initiative der BASF ist nicht auf die Chemie beschränkt. Das Unternehmen erforscht Quantencomputing-Anwendungen für maschinelles Lernen und die Optimierung von Logistik und Zeitplanung. Diese Initiative wird von NVIDIA CUDA Quantum unterstützt, einer vielseitigen und benutzerfreundlichen Plattform für die Programmierung von CPUs, GPUs und Quantenprozessoren (QPUs). Vodola lobt CUDA Quantum für seine Einfachheit und Flexibilität, die komplexe Simulationen von Quantenschaltungen ermöglichen.

Zur Bewältigung der anspruchsvollen Berechnungsanforderungen setzt BASF NVIDIA H100 Tensor Core GPUs ein. Kuehn verweist auf den erheblichen Geschwindigkeitsvorteil dieser NVIDIA-Plattform gegenüber CPU-basierter Hardware für solche Simulationen.

Unmögliche Quantensimulationen ermöglichen

CUDA Quantum gewinnt auch außerhalb der BASF zunehmend an Bedeutung. Forscher an der SUNY Stony Brook nutzen es für Simulationen in der Hochenergiephysik, um die Wechselwirkungen zwischen subatomaren Teilchen zu erforschen. Dmitri Kharzeev von der SUNY und dem Brookhaven National Lab hebt die Rolle von CUDA Quantum bei der Ermöglichung von ansonsten unmöglichen Quantensimulationen hervor. In ähnlicher Weise nutzt ein Team bei Hewlett Packard Labs den Perlmutter-Supercomputer für quantenchemische Simulationen und erforscht magnetische Phasenübergänge in einer der größten Simulationen dieser Art.

Die weltweite CUDA Quantum Community wächst. Classiq, ein israelisches Start-up-Unternehmen, kündigte ein neues Forschungszentrum am Tel Aviv Sourasky Medical Center an, in dem Biowissenschaftsexperten in der Entwicklung von Quantenanwendungen geschult werden sollen. Dies könnte zu Fortschritten bei der Krankheitsdiagnose und der Arzneimittelentwicklung führen. Die Quanten-Design-Software von Classiq vereinfacht Low-Level-Aufgaben und wird in CUDA Quantum integriert.

Terra Quantum und IQM entwickeln hybride Quantenanwendungen für verschiedene Bereiche und planen, diese auf CUDA Quantum laufen zu lassen. Mehrere Unternehmen, darunter Oxford Quantum Circuits, verwenden NVIDIA Grace Hopper Superchips für ihre hybriden Quantenanwendungen. Quantum Machines kündigte an, dass das israelische National Quantum Center als erstes NVIDIA DGX Quantum einsetzen wird , ein System, das Grace Hopper Superchips verwendet, um Quantencomputer verschiedener Hersteller zu betreiben.

Quantum Cloud-Dienste

Grace Hopper Superchips werden auch von qBraid und Fermioniq für Quanten-Cloud-Dienste bzw. für die Entwicklung von Tensornetz-Algorithmen genutzt. Der gemeinsame Speicher und die Bandbreite von Grace Hopper machen diese Superchips ideal für Quantensimulationen.

NVIDIA lädt Entwickler ein, mit der Programmierung von hybriden Quantensystemen zu beginnen - mit der neuesten Version von CUDA Quantum, die auf NGC, NVIDIAs Katalog für beschleunigte Software, oder auf GitHub verfügbar ist. Diese Initiative markiert einen bedeutenden Schritt in der Verschmelzung von Quantencomputing und traditionellem High-Performance-Computing und ebnet den Weg für bahnbrechende Fortschritte in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen.

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Über "Der Podcast des Qubit-Typen"

Der Podcast wird von The Qubit Guy (Yuval Boger, unser Chief Marketing Officer) moderiert. In ihm diskutieren Vordenker der Quanteninformatik über geschäftliche und technische Fragen, die das Ökosystem der Quanteninformatik betreffen. Unsere Gäste geben interessante Einblicke in Quantencomputer-Software und -Algorithmen, Quantencomputer-Hardware, Schlüsselanwendungen für Quantencomputer, Marktstudien der Quantenindustrie und vieles mehr.

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