מעל תריסר מרכזי מחשוב מדעי באסיה, אירופה, המזרח התיכון וארה״ב יחברו את פלטפורמת Grace Blackwell וה-CUDA-Q של אנבידיה למעבדים קוונטיים באמצעות NVQLink, כדי להאיץ יישומי חישוב קוונטי-קלאסי ותיקון שגיאות קוונטי בזמן אמת
בכנס SC25 הודיעה אנבידיה (NVIDIA) כי יותר מעשרה ממרכזי מחשוב-העל והמחקר המדעי המובילים בעולם יאמצו את NVIDIA NVQLink – ממשק תקשורת חדש מסוגו המחבר בין מחשבי-על מבוססי GPU למעבדים קוונטיים (QPU). המטרה: לבנות דור חדש של מערכות היברידיות, המשלבות חישוב קלאסי מואץ וחישוב קוונטי לצורכי מחקר מדעי מתקדם. (NVIDIA Newsroom)
NVQLink הוא ארכיטקטורת אינטרקונקט פתוחה ואוניברסלית, שנועדה לפתור את אחד האתגרים הגדולים בחישוב קוונטי: שליטה מהירה ותיקון שגיאות בזמן אמת. לפי אנבידיה, המערכת מספקת עד 40 פטפלופס של ביצועי בינה מלאכותית בדיוק FP4, עם קצב העברת נתונים של 400 גיגה־ביט לשנייה בין ה-GPU ל-QPU וזמני השהיה של פחות מארבע מיקרו־שניות. כל זה נעטף בפלטפורמת התוכנה CUDA-Q, המאפשרת לכתוב יישומים היברידיים קוונטיים-קלאסיים בסביבת תכנות אחת.
אנבידיה מדגישה כי בעתיד מחשבי-העל יהיו “מערכות קוונטי-GPU”: המעבד הקוונטי ינצל את יכולתו לדמות מערכות טבע מורכבות, בעוד ה-GPU יספק תכנותיות וגמישות לחישובי בקרה, אופטימיזציה ובינה מלאכותית. NVQLink, יחד עם CUDA-Q, אמור להיות ה”שער“ לאותן מערכות – שכבה המחברת בין עולם החומרה הקוונטית לבין תשתיות חישוב-העל הקלאסיות.
היקף האימוץ מרשים: לצד מעבדות לאומיות בארה״ב שכבר הודיעו בעבר על שיתוף פעולה עם אנבידיה – בהן Brookhaven, Fermilab, Lawrence Berkeley, Los Alamos, Oak Ridge, Sandia, MIT Lincoln Laboratory ומרכזי NERSC ו-PNNL – מצטרפים כעת מרכזי מחשוב-על ומרכזי קוונטים באסיה, אירופה והמזרח התיכון. בין השמות הבולטים: מרכז G-QuAT במכון AIST ו-RIKEN ביפן, KISTI בקוריאה, מרכז המחשוב הלאומי NCHC בטייוואן, ה-National Quantum Computing Hub בסינגפור, מרכז Pawsey באוסטרליה, CINECA באיטליה, GENCI בצרפת, Jülich בגרמניה, IT4Innovations בצ’כיה, NQCC בבריטניה, מרכז המחשוב PCSS בפולין, וכן Technology Innovation Institute באיחוד האמירויות ו-KAUST בערב הסעודית.
אחד המבחנים המוקדמים המשמעותיים ל-NVIDIA NVQLink הגיע מחברת המחשוב הקוונטי Quantinuum. הדור החדש של מעבד Helios שלהם חובר ל-GPU של אנבידיה באמצעות NVQLink לצורך ביצוע תיקון שגיאות קוונטי בזמן אמת. הצוות הדגים לראשונה מפענח (decoder) בזמן אמת לקוד תיקון שגיאות מסוג qLDPC בקנה מידה הנחשב בר־התרחבות. זמן התגובה שהושג היה כ-67 מיקרו־שניות – מהר פי 32 מהדרישה של המערכת (כשתי מילי־שניות) – בזכות מקביליות גבוהה של ה-GPU והשהיה נמוכה מאוד של הקישור. עילות במעגל תיקון השגיאות “מבזבז” את יתרון הקוונטיות. היכולת להריץ אלגוריתמי תיקון שגיאות מורכבים בזמן כמעט־ריאלי על גבי GPU, תוך תקשורת דו־כיוונית מהירה ל-QPU, מדגימה את היתרון של הארכיטקטורה ההיברידית שאנבידיה מנסה לקדם – במקום מחשב קוונטי מבודד, מערכת משולבת שבה מחשב-על קלאסי עושה את “העבודה הכבדה” של בקרה, סימולציה ואנליזה. (arXiv)
מבחינת מרכזי מחשוב-על, NVQLink נשען על תשתית מוכרת: הוא פועל מעל את’רנט סטנדרטי, כך שקל יותר להרחיב את כוח החישוב הקלאסי סביב המעבדים הקוונטיים ולשדרג מערכות קיימות. שימוש בממשקי תכנות בזמן אמת ב-CUDA-Q מאפשר למדענים לפתח קודים היברידיים חדשים – לדוגמה, אלגוריתמים לחיפוש חומרים חדשים, סימולציה של כימיה קוונטית, בעיות אופטימיזציה מורכבות ותיקון שגיאות קוונטי מתקדם – מבלי לצאת מסביבת פיתוח אחת.
באנבידיה רואים באימוץ הרחב של NVIDIA NVQLink עוד שלב בביסוס החברה כספקית תשתית מפתח לשילוב בין בינה מלאכותית לחישוב קוונטי. עבור קהילת המדע וההיי-טק, המשמעות היא התקרבות, צעד אחר צעד, לעידן שבו מחשבי-על קלאסיים וקוונטיים יפעלו יחד כיחידה אחת – ויאפשרו סוגים חדשים של חישובים וגילויים מדעיים שלא היו אפשריים עד היום. (NVIDIA Blog)
