Nvidia a annoncé aujourd’hui son Quantum Optimized Device Architecture (QODA), une nouvelle plate-forme informatique qui vise à combler le fossé entre les applications quantiques et classiques. QODA marque une rupture avec la position généralement propriétaire de Nvidia et s’appuie sur une approche ouverte de l’informatique quantique et de son intégration avec des systèmes classiques similaires à ceux que nous avons l’habitude de gérer dans notre vie quotidienne.
Le QODA de NVIDIA vise à permettre aux informaticiens d’exploiter plus facilement les atouts de l’informatique quantique (QC) dans le développement d’applications et de techniques d’accélération de la charge de travail. Le QC supprime les zéros et les uns du bit classique et les remplace par des qubits, une unité qui approche désormais du courant dominant et qui peut en fait représenter les deux états en même temps, ouvrant de vastes accélérations dans des problèmes auparavant irréalisables.
Avec le nombre d’approches différentes de l’informatique quantique, depuis les propres qubits transmon supraconducteurs d’IBM, en passant par les points quantiques de silicium, les supraconducteurs topologiques, les ions piégés et d’autres technologies, le paysage informatique quantique actuel n’est pas trop différent de celui des premiers semi-conducteurs. journées. Mais le langage de haut niveau de QODA prendra en charge tous les types d’ordinateurs quantiques et son compilateur sera disponible en tant que logiciel open source.
Nvidia envisage QODA comme le ciment qui relie le tout. Agissant comme un pont logiciel, QODA de Nvidia permettra aux développeurs de choisir d’exécuter leurs tâches quantiques sur des GPU ou des processeurs quantiques. Tout ce qui les sépare est un simple appel de fonction.
Les ordinateurs quantiques et leurs processeurs matériels, l’unité de traitement quantique (QPU), sont parfaitement adaptés à la simulation de processus au niveau atomique. Cela pourrait permettre des avancées fondamentales en chimie et en science des matériaux, déclenchant des effets domino dans tout, des batteries plus efficaces aux médicaments plus efficaces.
Dans des expériences distinctes, des chercheurs du Jülich Supercomputing Center près de Cologne ont utilisé l’apprentissage automatique quantique pour simuler la façon dont les protéines se lient aux brins d’ADN et classer les images satellites de Lyon, en France.
Les problèmes logistiques épineux – comme le problème du voyageur de commerce, les livraisons, les ramassages de passagers ou même les itinéraires de vol – sont également résolus pour une efficacité maximale grâce à l’informatique quantique. Finie l’époque des solutions logistiques telles que le système de navigation « ne jamais tourner à gauche » d’UPS.
Dans une expérience, un ordinateur quantique récemment installé à Jülich a montré le moyen le plus efficace d’acheminer près de 500 vols, démontrant le potentiel de la technologie d’une manière qui aura un impact direct sur la vie des gens. La vie est déjà courte, pourquoi la gaspiller dans des avions retardés ?
Alors que plusieurs ordinateurs quantiques, des systèmes intégrés aux QPUS évolutifs et individuels, sont déjà disponibles, aucun n’a encore atteint la vitesse, la fiabilité, la facilité de déploiement et d’utilisation pour s’attaquer aux tâches commerciales pertinentes. Mais les chercheurs voient une voie à suivre : l’hybridation.
« Pendant longtemps, nous avons eu une vision des systèmes hybrides comme le seul moyen d’obtenir une informatique quantique pratique – liés aux systèmes HPC classiques d’aujourd’hui, les ordinateurs quantiques nous offriront le meilleur des deux mondes », a déclaré Kristel Michielsen, qui dirige le programme quantique au Jülich Supercomputing Center près de Cologne. « Nous ne pouvons pas continuer avec les ordinateurs classiques d’aujourd’hui seuls car ils consomment tellement d’énergie et ils ne peuvent pas résoudre certains problèmes », a-t-elle poursuivi. « Mais associé à des ordinateurs quantiques qui ne consommeront pas autant d’énergie, je pense qu’il pourrait y avoir le potentiel de résoudre certains de nos problèmes les plus complexes. »
Les spécialistes du HPC et de l’IA pourront tirer parti du QODA de Nvidia dans un environnement familièrement classique, pouvant facilement tirer parti de l’approche probabiliste de l’informatique qui est la marque du quantum.
« Des percées scientifiques peuvent se produire à court terme avec des solutions hybrides combinant l’informatique classique et l’informatique quantique », a déclaré Tim Costa, directeur des produits HPC et Quantum Computing chez Nvidia. « QODA va révolutionner l’informatique quantique en offrant aux développeurs un modèle de programmation puissant et productif. »
Le QODA de Nvidia permet d’accéder non seulement aux processeurs quantiques d’aujourd’hui, qui sont en fait simulés sur le propre GDX SuperPod de Nvidia (s’ouvre dans un nouvel onglet) systèmes et accélérateurs basés sur GPU, mais aussi ceux de demain. QODA s’appuie sur le travail de Nvidia dans cuQuantum, une application logicielle hautement spécialisée qui permet aux clients de Nvidia de développer des circuits quantiques individuels, en simulant leurs performances et leurs caractéristiques avant le déploiement réel.
Avec QODA, les développeurs peuvent construire des applications quantiques complètes simulées avec NVIDIA cuQuantum sur des supercalculateurs accélérés par GPU, ouvrant des portes qui étaient jusqu’à présent restées fermées.
Pour couronner son annonce QODA, Nvidia lors de la conférence Q2B à Tokyo a annoncé des collaborations QODA avec les principaux fournisseurs de matériel quantique d’aujourd’hui : IQM Quantum Computers, Pasqal, Quantinuum, Quantum Brilliance et ses qubits à base de diamant, et Xanadu avec son impressionnant Borealis QPU. Les fournisseurs de logiciels quantiques QC Ware et Zapata Computing se sont également associés à Nvidia et aux centres de calcul intensif Forschungszentrum Jülich (s’ouvre dans un nouvel onglet)Laboratoire national Lawrence de Berkeley (s’ouvre dans un nouvel onglet)et Oak Ridge National Laboratory ont tous jeté leurs gants avec la solution de Nvidia.
Cela ne signifie pas que l’approche de Nvidia sera la plate-forme exclusive pour ces approches, ou quelque chose comme ça. Mais cela démontre la confiance dans la solution de l’entreprise en tant que pièce supplémentaire du puzzle de l’informatique quantique. Et quel glorieux puzzle c’est.