英伟达CUDA-Q平台助力谷歌设计量子计算设备，几分钟即可完成噪声模拟

当地时间11月18日，英伟达宣布，与谷歌研发量子计算软硬件工具的团队谷歌量子AI（Google Quantum AI）合作，利用由英伟达CUDA-Q平台提供支持的模拟，加快设计谷歌下一代量子计算设备。

图源：英伟达

据介绍，谷歌量子AI正在使用量子-经典混合计算平台和NVIDIA Eos超级计算机，来模拟其量子处理器的物理特性。这将有助于克服量子计算硬件当前的一些局限，即量子计算硬件只能运行一定数量的量子运算，然后由于存在研究人员称之为“噪声”的现象就必须终止计算。

谷歌量子AI的研究科学家Guifre Vidal表示：“要想开发出商用的量子计算机，就必须能够在控制噪声的情况下扩展量子硬件规模。借助NVIDIA加速计算，我们正在探索越来越大的量子芯片设计中噪声的影响。”

然而，要了解量子硬件设计中的噪声，就需要进行复杂的动力学模拟，模拟能够完全捕捉量子处理器中的量子位如何与所处的环境交互。但这些模拟通常在计算上的成本非常高。

CUDA-Q平台是英伟达推出的开源量子计算平台，旨在加速全球各地国家级超算中心的量子计算研究。该平台能够将量子处理器（QPU）与GPU超级计算紧密结合，使研究人员能够利用GPU的强大性能来加速量子计算任务。

英伟达表示，使用旗下CUDA-Q平台，谷歌可以在英伟达Eos超算上动用1024块H100 Tensor核心GPU，以极低的成本执行全球最大、最快的量子设备动力学模拟，可以对容纳40个量子比特的设备进行全面、逼真的模拟。而且，在效率上，CUDA-Q平台提供的模拟技术可以让原本需要一周时间的噪声模拟，仅几分钟内完成。

英伟达的量子和HPC总监Tim Costa也表示：“AI 超级计算能力将帮助量子计算成功。谷歌运用CUDA-Q 平台证明了在推动量子计算帮助解决现实问题方面。GPU加速模拟发挥核心作用。”

英伟达方面也宣布，驱动这些加速动态模拟的软件将公开发布在CUDA-Q平台上，使量子硬件工程师能够快速地扩展他们的系统设计。

对于此次合作，有人也评价：英伟达和谷歌合作是双赢，谷歌需要量子计算的突破，英伟达则看中了量子计算在AI、材料科学等领域的应用潜力。