NVIDIA 推出了一个统一计算平台，用于加速人工智能、HPC、健康、金融和其他学科的量子研究和开发的突破。
NVIDIA Quantum Optimized Device Architecture ( QODA) 旨在通过创建一致的混合量子经典编程模型来使量子计算更易于访问。QODA 是一个开放、统一的环境，适用于当今最强大的计算机和量子处理器，可提高科学生产力并实现更大规模的量子研究。
HPC 和 AI 领域专家可以使用它轻松地将量子计算添加到现有应用程序中，利用当今的量子处理器，以及使用NVIDIA DGX系统和科学超级计算中心和公共云中可用的大量 NVIDIA GPU 安装基础的模拟未来量子机器。
NVIDIA 高性能计算和量子计算产品总监 Tim Costa 说：“结合经典计算和量子计算的混合解决方案，近期可能会出现科学突破，”“QODA 将为开发人员提供强大且高效的编程模型，从而彻底改变量子计算。”
领先的量子组织已经在使用 NVIDIA GPU 和高度专业化的 NVIDIA 软件——NVIDIA cuQuantum——来开发单独的量子电路。借助 QODA，开发人员可以在 GPU 加速的超级计算机上构建使用 NVIDIA cuQuantum 模拟的完整量子应用程序。
混合量子经典计算是指经典计算系统与更先进但仍处于萌芽状态的量子机器的结合。该理论认为，通过将传统计算机与其量子表亲相结合，可以取得更大的进步。这是因为量子系统不适合量子应用程序仍然需要执行的许多更基本的计算任务。
在本周举行的Q2B22东京会议上宣布的QODA，为英伟达的量子计算计划提供了更清晰的信息。Costa 强调 NVIDIA没有进入 QPU 业务的计划。也就是说，NVIDIA清楚地将量子计算作为另一个加速器平台集成到 HPC 领域。利用 GPU 来加速混合量子经典应用程序是很自然的选择。例如，密集矩阵乘法运算在GPU上的性能可能总是优于GPU。
Costa表示，QODA将在2022年的某个时候开始使用。新产品面临的一个直接挑战是与许多不同类型的量子比特（离子阱、超导、光子等）进行通信。目前还不清楚哪种量子比特技术会占上风。在宣布QODA的同时，NVIDIA宣布与五家量子硬件制造商合作，每家制造商都使用不同的量子比特技术。它们包括 IQM 量子计算机（超导量子位）、Pasqal（中性原子）、Quantinuum（离子阱）、Quantum Brilliance（钻石中的氮空位 [NV]）和 Xanadu（光子学）。
Costa说："我想强调的是，这不是随机选择。”这是五种不同类型的量子比特，在我们选择第一组伴侣时，这对我们非常重要。我们想要确保在开发编程模型时不会遗漏任何东西，因为编程需要一种量子位。我们期待在不久的将来能扩大我们的合作伙伴。当然，还有其他公司也在使用这些量子比特技术，因此，调整QODA来与他们合作应该不会太难。
“Quantinuum 正在与 NVIDIA 合作，让 Quantinuum 的 H 系列量子处理器（由 Honeywell 提供支持）的用户能够使用 QODA 编程和开发下一代混合量子经典应用程序。这将性能最好的经典计算机与我们世界级的量子处理器联系在一起，”Quantinuum 的首席工程师 Alex Chernoguzov 说。
Zapata 首席技术官 Yudong Cao 表示：“NVIDIA 开发的混合量子经典功能将使 HPC 开发人员能够通过提供一种在整合环境中对量子和经典资源进行编程的有效方式来加速他们现有的应用程序。” “化学、药物发现、材料科学等领域的近期应用现在可以与量子计算无缝集成，随着实际量子优势的出现，推动这些领域的新发现。”
NVIDIA还宣布与两家软件提供商QC Ware和Zapata Computing以及包括 Forschungszentrum Jülich、劳伦斯伯克利国家实验室和橡树岭国家实验室在内的几个超级计算中心合作。
值得一提的是，NVIDIA在量子计算领域相对来说还是个新手。该公司进军量子计算领域始于2021年推出的cuQuantum。Costa说，QODA这个新产品的目标是NVIDIA认为的市场空白。
Costa说。目前，量子计算软件的大部分工作都集中在算法开发上。”“所以，比完全混合应用的规模要小一些。你还开发了一组家喻户晓的框架，比如Cirq、Qiskit和PennyLane。它们非常重要，这就是为什么我们用cuQuantum发布的第一款产品就是为了让它们更强大而设计的。”
“但是，在基于算法实验的框架与构建当今用于量子加速的 GPU 加速科学应用程序之间存在很大差距，因为它们正朝着混合经典量子计算的方向发展。为此，我们需要从量子物理学家的算法开发过渡到领域科学家的应用程序开发，我们需要一个为混合量子经典计算构建的开发平台，该平台提供与当今应用程序和编程范式互操作的性能，并且为那些科学家所熟悉，“ 他说。
当然，NVIDIA并不是唯一一家寻求简化量子和混合量子经典资源的应用程序开发和管理的公司。例如，初创公司 Agnostiq 有一个开源产品 ( Covalent )，旨在为包括量子资源的异构 HPC 环境开发工作流。
量子加速将如何融入更广泛的 HPC 难题，以及它将采取何种形式，还有待研究。今天，量子计算仍然主要是一项发展中的技术，尽管这种情况正在迅速变化。NVIDIA意识到了这一点。
“众所周知，真正的量子优势，即通过在应用程序中包含量子计算来与经典计算区分开来，通常出现在容错量子计算时代，数以百万计的量子比特通过数千量子比特进行纠错。这还很遥远，还有很多工作要做。但许多不同领域的投资正在加紧应对这一挑战并推动行业向前发展。全球有 22 个国家量子计划。超过 70% 的世界领先企业都有某种量子计划，规模和规模差异很大，虽然有很多研究论文出来，但都只是某种形式。随后出现了250家或更多的初创公司，其中一些公司的估值相当高。”Costa说。
NVIDIA很自然地将QODA设计成与其产品(GPU和软件)配合最佳的架构，但也创建了与其他工具(如c++和Python)的挂钩。
“当然，我们的重点和我们付出的心血、汗水和泪水是确保您在NVIDIA GPU 上运行时获得绝对最佳的性能。这就是 cuQuantum 在量子仿真方面的用途。我会说我们构建代码的方式，QODA 编译器可以成为其他编译器的合作伙伴编译器。我们有编译器，NVC++ 就是一个很好的例子。它既是加速器 GPU 编译器，也是高性能 CPU 编译器，您可以将其与 QODA 配对，”Costa 说。
NVIDIA一直在研究 NVQ++ 编译器，该编译器针对社区中间表示（QIR 联盟）“一种量子计算机和经典计算机可以用来相互交谈的低级机器语言规范。”
与合作者的合作正在进行中，为QODA做好准备。
Costa 说：“在某些情况下，我们实际上提供了编译器的输出，并让它在他们的 QPU 上运行。对于其他人来说，我们还没有完全处于那个阶段，我们正在就编程模型进行合作，以确保它完全符合需要。所以这里有多层实现。QODA 编程模型是面向用户的。我们还希望获得我们自己的量子 MLIR 方言（多级中间表示）并将其降低到 QIR 中，这是社区的中间表示。从那里到 QPU。因此，我们在多个阶段与这些公司合作，以确保 QODA 在我们开发工具链时能够与他们的系统一起工作。”
QODA进入市场的完整路径尚不清楚。在声明中，NVIDIA没有宣布任何门户网站合作伙伴，但Costa表示，这将很快发生，而且NVIDIA已经与主要的云提供商建立了深厚的关系，包括最近将cuQuantum并入亚马逊的门户网站Braket。
NVIDIA表示，它希望 QODA 平台最终将创造出一类新的开发人员，他们可以在各种经典和量子硬件和软件平台上利用开放和可互操作的标准。
参考链接：
https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-announces-hybrid-quantum-classical-computing-platform
---煤油灯科技victorlamp.com翻译整理---
