Мишень проекта QODA — упрощение программирования квантовых компьютеров, которые сильно отличаются от обычных.
Компания Nvidia, вышедшая ныне на лидирующие позиции в области высокопроизводительных вычислений (high performance computing, HPC), уделяет повышенное внимание и квантовым вычислениям.
Компания представила новоиспеченную гибридную платформу Nvidia Quantum Optimized Device Architecture (QODA), призванную сделать квантовые вычисления (математическое преобразование, позволяющее преобразовывать входящий поток информации в выходной, с отличной от первого структурой) немало доступными и позволяющую создавать как квантовые, так и классические приложения в единой консолидированной среде. Это должно ускорить прорыв в квантовых изысканиях и разработках в области искусственного интеллекта, высокопроизводительных вычислений, здравоохранения, финансов и других дисциплинах.
Цель состоит в том, чтобы придать QODA для квантовых вычислений тот же статус, каким обладает CUDA для вычислений на графических процессорах (процессор (ЦП; также центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство, часто просто процессор) — электронный блок либо интегральная схема, исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера) – сделать эту платформу отраслевым стандартом. (CUDA позволяет основывать на основе Си-подобного программного кода специализированные приложения (может значить: Прикладная компьютерная программа — см. Прикладное программное обеспечение.Веб-приложение — клиент-серверное приложение, в котором клиентом выступает браузер, а сервером — веб-сервер.Приложение (лингвистика) — описание характеристики, признака объекта (существительного)) для высокопроизводительных вычислений и средств искусственного интеллекта (или ум — качество психики, состоящее из способности осознавать новые ситуации, способности к обучению и запоминанию на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций, и использованию своих знаний для управления окружающей человека средой), которые трудятся на графических процессорах Nvidia.)
В Nvidia заявили, что разработчики систем (множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство) HPC и искусственного интеллекта могут использовать QODA для интеграции квантовых вычислений в существующие приложения, используя как квантовые процессоры, так и смоделированные квантовые машины грядущего на основе систем Nvidia DGX и графических процессоров Nvidia, которые присутствуют в научных суперкомпьютерных центрах и общедоступных облаках.
Это уже не первая попытка Nvidia закрепиться в районы квантовых вычислений. Около года назад компания представила пакет для разработчиков (software development kit, SDK) cuQuantum, какой предназначен для ускорения квантовых рабочих процессов с использованием тензорных ядер графических процессоров, а также различных библиотек и инструментов, оптимизированных для моделирования квантовых схем.
Анонсируя новоиспеченную архитектуру, Nvidia объявила о сотрудничестве со множеством компаний (может означать: Компания (фр. compagnie) — название формирования, в России ей соответствует рота (пример, Лейб-компания)), занимающихся квантовыми вычислениями. Большинство из них имеют в своем наименованье букву Q. Сюда относятся поставщики оборудования IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance и Xanadu; поставщики программного обеспечения QC Ware и Zapata Computing; а также суперкомпьютерные середины Forschungszentrum Jülich, Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли и Национальная лаборатория в Окридже, что интересно, поскольку лаборатория (оборудованное помещение, приспособленное для научных опытов и исследований: химических, физических, технических, механических, физиологических, психологических и других) в Окридже целиком перешла под эгиду AMD.
Процессы развиваются, но базовая структура вычислений с тех пор, как она была изобретена, не изменилась. Данные в своем базовом состоянии представлены в облике битов – нулей или единиц. В квантовых вычислениях используется понятие кубита, который может принимать смысл 0, 1 или любое соотношение 0 и 1 в суперпозиции обоих состояний. Например, кубит может принимать значение четверти нуля (целое число, которое при сложении с любым числом или вычитании из него не меняет последнее, то есть даёт результат, равный этому последнему; умножение любого числа на ноль даёт ноль) или трех четвертей колы.
Такая парадигма имеет сразу несколько последствий. Во-первых, скорость увеличивается многократно. Квантовые вычисления способны возделывать данные в тысячу раз быстрее по сравнению со стандартными двоичными компьютерами. Квантовый компьютер (] — «вычислитель», от лат. computare — считать, вычислять) — термин, пришедший в русский язык из иноязычных (в основном — английских) источников, одно из названий электронной вычислительной машины) никто не собирается использовать для труды с электронными таблицами Microsoft Excel. С его помощью можно моделировать погоду и проводить испытания лекарств.
Во-вторых, квантовые вычисления несовместимы с нынешними приложениями. Приложение необходимо не просто переписать или перекомпилировать на квантовом компьютере. Чтобы в полной мере использовать преимущества новой архитектуры, необходимо написать все с нуля. Такое вряд ли кому-то понравится, и именно этот вопрос Nvidia пытается решить.
К счастью, о выборе «или-или» выговор не идет. Приложения, ускоренные с помощью квантовых процессоров (quantum processing unit, QPU), будут представлять собой гибридные пролетарии нагрузки, использующие по большей части стандартную суперкомпьютерную архитектуру (или зодчество — искусство и наука строить, проектировать здания и сооружения (включая их комплексы), а также сама совокупность зданий и сооружений, создающих пространственную среду для жизни и деятельности человека). И лишь наиболее важные их части будут ускоряться с поддержкой квантовой системы.
