NVIDIA cuQuantum è un SDK di librerie e strumenti ottimizzati per accelerare i flussi di lavoro del calcolo quantistico. Gli sviluppatori possono utilizzare cuQuantum per accelerare le simulazioni di circuiti quantistici in base a metodi di vettore di stato, matrice di densità e rete tensoriale per ordini di grandezza. L’informatica quantistica ha il potenziale per farci compiere passi da gigante nelle capacità di calcolo. Fino a quando non diventerà una realtà, scienziati, sviluppatori e ricercatori stanno simulando circuiti quantistici su computer classici.
La comunità di ricerca, inclusi il mondo accademico, i laboratori e l’industria privata, utilizza tutti i simulatori per aiutare a progettare e verificare algoritmi da eseguire su computer quantistici. Questi simulatori catturano le proprietà di sovrapposizione e entanglement e sono costruiti su framework di simulazione di circuiti quantistici tra cui Qiskit, Cirq, ProjectQ, Q #, ecc.
I risultati della simulazione di circuiti quantistici accelerati, sono basati su stime di settore, estrapolazioni e benchmark su computer normalmente utilizzati nel mondo reale come Summit di ORNL e Selene di NVIDIA, tramite collaborazioni di riferimento con numerosi partner del settore.
Ecco l’estratto di una dichiarazione di Johnnie Gray e Garnet Chan, ricercatori Caltech che hanno lavorato agli ultimi sviluppi in materia di calcolo quantistico:
“Utilizzando i pacchetti Cotengra / Quimb, il nuovo cuQUANTUM SDK di NVIDIA e il supercomputer Selene, abbiamo generato un campione del circuito quantistico Sycamore a profondità = 20 in tempo record (meno di 10 minuti). Questo stabilisce il punto di riferimento per le prestazioni di simulazione dei circuiti quantistici e aiuterà a far avanzare il campo del calcolo quantistico migliorando la nostra capacità di verificare il comportamento dei circuiti quantistici”.
I metodi del vettore di stato sono stati i primi simulatori di circuiti quantistici a raggiungere un uso diffuso. Sono noti per i risultati ad alta fedeltà.
Il requisito di memoria per le simulazioni di vettori di stato cresce esponenzialmente con il numero di qubit (2^n), creando un limite pratico di circa 50 qubit sui più grandi supercomputer classici di oggi. Una NVIDIA DGX A100 con otto GPU NVIDIA A100 Tensor Core da 80 GB può simulare fino a 36 qubit, offrendo velocità elevatissime su un server CPU su simulazioni vettoriali di stato.
Fabrizio Bianchini
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