Investigadores preparados para avances con NVIDIA CUDA Quantum

Investigadores listos para los avances con NVIDIA CUDA Quantum

Michael Kuehn y Davide Vodola están llevando a nuevos niveles el trabajo pionero en computación cuántica para la empresa química más grande del mundo.

Los investigadores de BASF están demostrando cómo un algoritmo cuántico puede ver lo que ninguna simulación tradicional puede: atributos clave de NTA, un compuesto con aplicaciones que incluyen la eliminación de metales tóxicos como el hierro de las aguas residuales de una ciudad.

El equipo de computación cuántica en BASF simuló en GPU el equivalente a 24 qubits, los motores de procesamiento de una computadora cuántica, para abordar el desafío.

Muchos centros de I+D corporativos considerarían eso un logro importante, pero siguieron adelante y recientemente ejecutaron sus primeras simulaciones de 60 qubits en el Supercomputador Eos H100 de NVIDIA.

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“Es la mayor simulación de una molécula utilizando un algoritmo cuántico que hemos realizado”, dijo Kuehn.

Software Flexible y Amigable

BASF está ejecutando la simulación en NVIDIA CUDA Quantum, una plataforma para programar CPUs, GPUs y computadoras cuánticas, también conocidas como QPUs.

Vodola lo describió como “muy flexible y fácil de usar, lo que nos permite construir una simulación de circuito cuántico complejo a partir de bloques de construcción relativamente simples. Sin CUDA Quantum, sería imposible ejecutar esta simulación”, dijo.

El trabajo también requiere mucha capacidad computacional, por lo que BASF recurrió al servicio de la nube NVIDIA DGX que utiliza GPUs NVIDIA H100 Tensor Core.

“Necesitamos mucha potencia de cálculo, y la plataforma NVIDIA es significativamente más rápida que el hardware basado en CPU para este tipo de simulación”, dijo Kuehn.

La iniciativa de computación cuántica de BASF, que Kuehn ayudó a lanzar, comenzó en 2017. Además de su trabajo en química, el equipo está desarrollando casos de uso para la computación cuántica en el aprendizaje automático, así como optimizaciones para la logística y programación de horarios.

Una Comunidad en Expansión de CUDA Quantum

Otros grupos de investigación también están avanzando en la ciencia con CUDA Quantum.

En SUNY Stony Brook, los investigadores están empujando los límites de la física de alta energía para simular interacciones complejas de partículas subatómicas. Su trabajo promete nuevos descubrimientos en física fundamental.

“CUDA Quantum nos permite realizar simulaciones cuánticas que de otra manera serían imposibles”, dijo Dmitri Kharzeev, profesor de SUNY y científico del Brookhaven National Lab.

Además, un equipo de investigación en Hewlett Packard Labs está utilizando el supercomputador Perlmutter para explorar la transición de fase magnética en la química cuántica en una de las simulaciones más grandes de su tipo. Este esfuerzo podría revelar detalles importantes y desconocidos de procesos físicos demasiado difíciles de modelar con técnicas convencionales.

“A medida que las computadoras cuánticas avanzan hacia aplicaciones útiles, las simulaciones clásicas de alto rendimiento serán clave para prototipar nuevos algoritmos cuánticos”, dijo Kirk Bresniker, arquitecto principal en Hewlett Packard Labs. “Simular y aprender a partir de datos cuánticos son avenidas prometedoras para aprovechar el potencial de la computación cuántica”.

Un Centro Cuántico para la Salud

Estos esfuerzos se desarrollan a medida que el apoyo a CUDA Quantum se expande en todo el mundo.

Classiq, una startup israelí que ya cuenta con más de 400 universidades utilizando su enfoque novedoso para escribir programas cuánticos, anunció hoy un nuevo centro de investigación en el Tel Aviv Sourasky Medical Center, el hospital de enseñanza más grande de Israel.

Creado en colaboración con NVIDIA, capacitará a expertos en ciencias de la vida para escribir aplicaciones cuánticas que algún día podrían ayudar a los médicos a diagnosticar enfermedades o acelerar el descubrimiento de nuevos medicamentos.

Classiq creó software de diseño cuántico que automatiza tareas de bajo nivel, por lo que los desarrolladores no necesitan conocer todos los detalles complejos de cómo funciona una computadora cuántica. Ahora se está integrando con CUDA Quantum.

Terra Quantum, una empresa de servicios cuánticos con sede en Alemania y Suiza, está desarrollando aplicaciones cuánticas híbridas para ciencias de la vida, energía, química y finanzas que se ejecutarán en CUDA Quantum. Y IQM en Finlandia está permitiendo que su QPU superconductor use CUDA Quantum.

Quantum ama a Grace Hopper

Varias compañías, incluyendo Oxford Quantum Circuits, utilizarán las superchips NVIDIA Grace Hopper para impulsar sus esfuerzos cuánticos híbridos. Con sede en Reading, Inglaterra, Oxford Quantum está utilizando a Grace Hopper en un sistema híbrido QPU/GPU programado por CUDA Quantum.

Quantum Machines anunció que el Centro Nacional Cuántico de Israel será la primera implementación de NVIDIA DGX Quantum, un sistema que utiliza las superchips Grace Hopper. Con sede en Tel Aviv, el centro aprovechará DGX Quantum para potenciar las computadoras cuánticas de Quantware, ORCA Computing y más.

Además, Grace Hopper está siendo utilizada por qBraid, en Chicago, para construir un servicio de nube cuántica, y por Fermioniq, en Amsterdam, para desarrollar algoritmos de redes tensoriales.

La gran cantidad de memoria compartida y el ancho de banda de memoria de Grace Hopper hacen que estas superchips sean una excelente opción para simulaciones cuánticas que demanden mucha memoria.

Comienza a programar sistemas cuánticos híbridos hoy mismo con la última versión de CUDA Quantum de NGC, el catálogo de software acelerado de NVIDIA, o en GitHub.

(Imagen de arriba: BASF)

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