Новый квантовый уровень Nvidia сократил время проектирования для Fermilab с пяти месяцев до трех недель

Nvidia добавила уровень оркестровки под названием CUDA-Q Logical в свою квантовую платформу с открытым исходным кодом. Он нацелен на ту часть отказоустойчивых квантовых вычислений, которую никто не любит.

Проектирование приложения для еще не существующей машины означает одновременный подбор алгоритмов, кодов коррекции ошибок и аппаратного обеспечения, причем изменение любого из них переписывает требования к ресурсам для двух других.

В Fermilab оценили стоимость этого в цифрах. Анна Грасселлино, главный технический директор лаборатории, рассказала, что команда изучила комбинации этих ресурсов за три недели, в то время как на ту же работу обычно уходило около пяти месяцев.

Наряду с ней названы еще семь организаций: Сандийские национальные лаборатории, Infleqtion, IonQ, Iceberg Quantum, IQM Quantum Computers, QCDesign и Quantum Motion.

Наиболее весомое заявление исходит от Iceberg Quantum совместно с Diraq: оно делает достижимым порог в 1 000 логических кубитов при использовании 150 000 физических.

Nvidia описывает это как показатель примерно в десять раз меньший, чем предыдущие оценки, не уточняя, правда, чьи именно. Накладные расходы — главная проблема в отказоустойчивых вычислениях, поскольку логический кубит собирается из множества подверженных ошибкам физических, и любое правдоподобное их сокращение приближает дату появления практически применимых машин.

Ни один из этих логических кубитов не существует в реальности. Это оценки ресурсов, полученные путем симуляции.

Сандийская лаборатория также создала бенчмарк QUOPS, призванный измерять прогресс на пути к созданию квантовых вычислений промышленного масштаба на разных платформах. Универсальный критерий оценки действительно полезен в сфере, где каждая компания заявляет свои цифры.

Тем не менее, стоит отметить: бенчмарк появляется в рамках анонса коммерческой платформы, продаваемой тем самым компаниям, чья работа измеряется.

В том же пресс-релизе упоминается Phasecraft — бристольская компания, чье заявление о 10-кратном превосходстве алгоритма THRIFT попало на страницы Nature Communications в прошлом году, — в качестве пользователя инструментария cuQuantum от Nvidia.

Ее отдельный анонс молекулярной базы данных, опубликованный в тот же день, оказался лишь одним из аргументов в пользу запуска более крупной платформы, а не самостоятельным достижением.

Тимоти Коста, вице-президент Nvidia, охарактеризовал этот релиз как шаг к эре логических кубитов и потребности исследователей в открытой, настраиваемой платформе.

Ключевое слово здесь — «открытая». CUDA-Q имеет открытый исходный код, что снижает барьер для внедрения и одновременно затрудняет уход с платформы, когда совместное проектирование организации уже выражено на ее базе.

Эта тенденция прослеживается во всей квантовой деятельности Nvidia. Компания не строит квантовые компьютеры и не проявляет к этому никакого интереса. Она создает классический уровень, через который должно проходить все остальное, а затем инвестирует побочные направления.

В мае ее венчурное подразделение поддержало Alice & Bob — парижскую компанию, чей подход с использованием «кошачьих кубитов» нацелен на достижение отказоустойчивости с тысячами физических кубитов вместо миллионов. Эта стратегия сознательно не привязана к конкретному «железу», ведь какой бы кубит ни победил, оркестровка все равно будет работать на графических процессорах.

Рынок воспринимает это аналогичным образом. В апреле квантовый анонс Nvidia всколыхнул весь сектор, подняв акции Xanadu почти в пять раз за шесть сессий и сделав ее основателя миллиардером, хотя сама Nvidia в это не вложила ни цента.

Тем временем квантовые вычисления проникают в обычную инфраструктуру. Oracle устанавливает машину Quantinuum прямо в своем дата-центре, а не организует удаленный доступ, а вторая коммерческая машина Великобритании — 32-кубитный компьютер от Rigetti — была запущена в 2024 году. Оборудование реально, имеет небольшие размеры и подвержено ошибкам, и именно поэтому проблема совместного проектирования имеет столь важное значение.

Все цифры здесь исходят от Nvidia и названных ею партнеров, и ни одна из них в данном анонсе не подтверждена результатами рецензируемых научных исследований.

Сравнение с Fermilab — это внутренняя оценка работы, которая не была выполнена медленным путем. Для показателя в 150 000 кубитов нет опубликованной базы для сравнения, относительно которой можно было бы оценить 10-кратное улучшение. Вполне возможно, что обе оценки верны, однако пока это не доказано.