HSBCのMekena Metcalfのような科学と金融の研究者たち、新しいスーパーコンピューター、教育分野における取り組みは、NVIDIA テクノロジによって量子コンピューティングの可能性が飛躍的に広がる

量子コンピューティングの最新の進歩には、分子の研究、巨大なスーパーコンピューターの導入、新しい学術プログラムによる量子人材の育成などが含まれます。

カナダと米国の研究者は、大規模な言語モデルを使用して、科学者が分子を探索するのに役立つ量子シミュレーションを簡素化しました。

本研究チームを率いたトロント大学で化学とコンピューターサイエンスの教授であるAlan Aspuru-Guzik氏は、次のように述べました。「この新しい量子アルゴリズムは、量子アルゴリズムと機械学習を組み合わせた新たな方法の道を開くものです。」

この取り組みでは、GPU、CPU、量子システムが使用する QPU のハイブリッド プログラミング モデル CUDA-Q が活用されました。 チームは、NVIDIA H100 GPU スーパーコンピューター Eos で研究を実行しました。

この取り組みから開発されたソフトウェアは、ヘルスケアや化学などの分野の研究者が利用できるようになります。 Aspuru-Guzik氏が GTC の講演でこの研究について詳しく説明しました。

不正行為検出のための量子スケール

世界最大の銀行のひとつであるHSBC の研究者は、デジタル決済における不正行為を検出できる量子機械学習アプリケーションを設計しました。

銀行の量子機械学習アルゴリズムは、NVIDIA GPU上で165 量子ビットのシミュレーションを行いました。研究論文は通常、量子システムが使用するこれらの基本的な計算単位の 40 を超えて拡張することはできません。

HSBCは、NVIDIA GPU 上の CUDA-Q および cuTensorNet ソフトウェアで実装された機械学習技術を使用して、大規模な量子回路をシミュレーションする課題を克服しました。 HSBCの量子コンピューティング研究科学者、Mekena Metcalf氏（写真上）は、GTC でのセッションで自身の研究を発表しました。

量子世代の育成

教育分野では、NVIDIA は 24 近くの大学と協力して、量子時代に向けた次世代のコンピューター科学者の育成に取り組んでいます。 このコラボレーションでは、CUDA-Q を中心としたカリキュラムと教材を設計します。

カーネギーメロン大学の研究担当バイスプレジデントであるTheresa Mayer氏は次のように述べました。「従来のコンピューターと量子システムの間の溝を埋めることは、コンピューティングの将来にとって不可欠です。NVIDIAは、カーネギーメロン大学を含む高等教育機関と提携し、学生や研究者がこの新たなハイブリッド環境で活躍できるよう支援しています。」

現役の開発者が最新ツールを実際に使えるよう、NVIDIA は 2 月に量子ハッカソン QHack を共催しました。 優勝したプロジェクトは、インド グルガオンの量子企業であるQkrishiのGopal Dahale氏が開発したもので、CUDA-Qを使用して、より優れた電池を設計する上で重要な材料をシミュレーションするアルゴリズムを開発しました。

3つの新しいシステム

世界中で導入されている 2 つの新しいシステムは、ハイブリッド量子古典コンピューティングのエコシステムをさらに拡大します。

中でも最大級である、産業技術総合研究所 (産総研: AIST) 量⼦・AI融合技術ビジネス開発グローバル研究センター (G-QuAT) のABCI-Qは、量子コンピューティングの研究に特化した最大規模のスーパーコンピューターの 1 つです。 NVIDIA H100 GPU で CUDA-Q を使用し、本分野における日本の取り組みを推進します。

デンマークでは、Novo Nordisk Foundationが、NVIDIA DGX SuperPOD を導入し、その大部分は、テクノロジを進歩させる国の国家計画の一環として、量子コンピューティングの研究に活用されます。

オーストラリアの Pawsey Supercomputing Research Centerが新しくシステムに加わります。同センターは 2 月に、国立スーパーコンピューティングおよび量子コンピューティング イノベーション ハブで NVIDIA Grace Hopper Superchip上で CUDA-Q を実行すると発表しました。

パートナーが CUDA-Q を前進させる

その他のニュースとしては、イスラエルのスタートアップである Classiq が、CUDA-Qとの新しい統合をリリースしました。 Classiqの量子回路合成は、ハイ レベルの関数モデルによって最適化された量子プログラムを自動的に生成することができるため、研究者は今日の量子ハードウェアを最大限に活用し、将来のアルゴリズムに関する研究の規模を拡大できます。

ソフトウェアとサービスのプロバイダーであるQC Wareは、発表されたばかりのNVIDIA Quantum Cloudに同社のPromethium量子化学パッケージを統合します。

ロンドンに本社を置く量子システム開発企業のORCA Computingは、CUDA-Qを使用して同社のフォトニクス プロセッサ上で量子機械学習を実行した結果を発表しました。さらに、ORCAは、英国の国立量子コンピューティングセンター向けに、CUDA-Qを使用したNVIDIA GPUクラスタを含む量子コンピューティングのテストベッドを構築し、提供することが決定しました。

NVIDIAと量子テクノロジのリーダーであるInfleqtionは、NVIDIA対応のSuperstaqソフトウェアにより、ヨーロッパ最大のサイバー防衛演習に最先端の量子対応ソリューションを提供するために提携しました。

量子コンピューティング用のクラウドベースのプラットフォームである qBraidは、その開発者環境にCUDA-Q を統合しています。また、カリフォルニアを拠点とするBlueQubitは、同社の研究およびGPUサービスで使用されているNVIDIAの量子テクノロジが、GPU上で可能な限り最速かつ最大の量子エミュレーションをどのように提供するかをブログで説明しています。

GTC で全体像を把握

詳細については、3 月 18 日から 21 日までサンノゼ コンベンション センターで開催された世界的な AI カンファレンスである NVIDIA GTC で、NVIDIA がどのように量子コンピューティングを推進しているかに関するセッションのアーカイブを視聴し、このテーマに関連する専門家のパネルセッション もぜひご覧ください。

また、NVIDIA の創業者/CEO であるジェンスン フアン (Jensen Huang) による GTC 基調講演もアーカイブ視聴が可能です。