Ricercatori pronti per progressi con NVIDIA CUDA Quantum

Ricercatori pronti a fare progressi con NVIDIA CUDA Quantum

Michael Kuehn e Davide Vodola stanno portando a nuove vette il lavoro che sta portando avanti la computazione quantistica per la più grande azienda chimica del mondo.

I ricercatori di BASF stanno dimostrando come un algoritmo quantistico possa vedere ciò che nessuna simulazione tradizionale può fare – attributi chiave di NTA, un composto con applicazioni che includono la rimozione di metalli tossici come il ferro dalle acque reflue di una città.

Il team di computing quantistico di BASF ha simulato su GPU l’equivalente di 24 qubit – i motori di elaborazione di un computer quantistico – per affrontare la sfida.

Molti centri R&D aziendali considererebbero questo un grande successo, ma hanno continuato a spingere avanti e di recente hanno eseguito le loro prime simulazioni a 60 qubit sul Supercomputer Eos H100 di NVIDIA.

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“È la più grande simulazione di una molecola utilizzando un algoritmo quantistico che abbiamo mai eseguito”, ha detto Kuehn.

Software Flessibile e User Friendly

BASF sta eseguendo la simulazione su NVIDIA CUDA Quantum, una piattaforma per la programmazione di CPU, GPU e computer quantistici, noti anche come QPUs.

Vodola lo ha descritto come “molto flessibile e user friendly, permettendoci di costruire una complessa simulazione di circuito quantistico da blocchi di costruzione relativamente semplici. Senza CUDA Quantum, sarebbe impossibile eseguire questa simulazione”, ha detto.

Il lavoro richiede anche molto sforzo, quindi BASF si è rivolta a un servizio NVIDIA DGX Cloud che utilizza GPU NVIDIA H100 Tensor Core.

“Abbiamo bisogno di molta potenza di calcolo e la piattaforma NVIDIA è significativamente più veloce dell’hardware basato su CPU per questo tipo di simulazione”, ha detto Kuehn.

L’iniziativa di computing quantistico di BASF, che Kuehn ha contribuito a lanciare, è iniziata nel 2017. Oltre al lavoro in chimica, il team sta sviluppando casi d’uso per il computing quantistico nell’apprendimento automatico, nonché ottimizzazioni per la logistica e la pianificazione.

Una Community CUDA Quantum in Crescita

Anche altri gruppi di ricerca stanno avanzando nella scienza con CUDA Quantum.

Alla SUNY Stony Brook, i ricercatori stanno spingendo i limiti della fisica ad alta energia per simulare interazioni complesse tra particelle subatomiche. Il loro lavoro promette nuove scoperte nella fisica fondamentale.

“CUDA Quantum ci consente di fare simulazioni quantistiche altrimenti impossibili”, ha detto Dmitri Kharzeev, un professore della SUNY e scienziato presso il Brookhaven National Lab.

Inoltre, un team di ricerca presso Hewlett Packard Labs sta utilizzando il supercomputer Perlmutter per esplorare la transizione di fase magnetica in chimica quantistica in una delle più grandi simulazioni del suo genere. Lo sforzo potrebbe rivelare dettagli importanti e sconosciuti dei processi fisici troppo difficili da modellare con tecniche convenzionali.

“Man mano che i computer quantistici progrediscono verso applicazioni utili, le simulazioni classiche ad alte prestazioni saranno fondamentali per la prototipazione di nuovi algoritmi quantistici”, ha detto Kirk Bresniker, chief architect presso Hewlett Packard Labs. “Simulare e imparare dai dati quantistici sono strade promettenti per sfruttare il potenziale del computing quantistico”.

Un Centro Quantistico per la Sanità

Questi sforzi arrivano mentre il supporto per CUDA Quantum si espande in tutto il mondo.

Classiq – una startup israeliana che già conta più di 400 università che utilizzano il suo approccio innovativo alla scrittura di programmi quantistici – ha annunciato oggi un nuovo centro di ricerca presso il Tel Aviv Sourasky Medical Center, il più grande ospedale universitario di Israele.

Creato in collaborazione con NVIDIA, formerà esperti in scienze della vita per scrivere applicazioni quantistiche che potrebbero un giorno aiutare i medici a diagnosticare malattie o accelerare la scoperta di nuovi farmaci.

Classiq ha creato software di progettazione quantistica che automatizza compiti a basso livello, quindi gli sviluppatori non devono conoscere tutti i dettagli complessi del funzionamento di un computer quantistico. Ora viene integrato con CUDA Quantum.

Terra Quantum, un’azienda di servizi quantistici con sede in Germania e Svizzera, sta sviluppando applicazioni quantistiche ibride per le scienze della vita, l’energia, la chimica e la finanza che funzioneranno su CUDA Quantum. E IQM in Finlandia sta consentendo al proprio QPU superconduttivo di utilizzare CUDA Quantum.

Quantum Loves Grace Hopper

Diverse aziende, tra cui Oxford Quantum Circuits, utilizzeranno NVIDIA Grace Hopper Superchips per alimentare i loro sforzi quantistici ibridi. Con sede a Reading, in Inghilterra, Oxford Quantum sta utilizzando Grace Hopper in un sistema ibrido QPU/GPU programmato da CUDA Quantum.

Quantum Machines ha annunciato che il Centro Nazionale Israeliano per la Quantum sarà la prima implementazione di NVIDIA DGX Quantum, un sistema che utilizza Grace Hopper Superchips. Con sede a Tel Aviv, il centro userà DGX Quantum per alimentare computer quantistici di Quantware, ORCA Computing e altro ancora.

Inoltre, Grace Hopper sarà impiegato da qBraid, a Chicago, per costruire un servizio di cloud quantistico e da Fermioniq, ad Amsterdam, per sviluppare algoritmi di tensor network.

La grande quantità di memoria condivisa e la banda di memoria di Grace Hopper rendono queste superchips perfette per simulazioni quantistiche che richiedono molta memoria.

Inizia oggi stesso a programmare sistemi quantistici ibridi con l’ultima versione di CUDA Quantum disponibile su NGC, il catalogo di software accelerato di NVIDIA, o su GitHub.

(Immagine sopra: BASF)