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SEEQC合作英伟达，共创全球首个基于芯片的量子-GPU计算系统

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发布时间：2023-09-28

 

今天，SEEQC宣布，它正与英伟达™(NVIDIA®)合作，致力于在量子计算机与GPU之间建立首个全数字、超低延迟的芯片到芯片链接——该链接可与任何量子计算系统兼容。

 

SEEQC的芯片架构与英伟达GPU的成功整合将：

 

- 创建基于芯片的量子到GPU计算解决方案，兼容所有量子计算技术（超导、硅自旋、光子学、捕获离子、中性和冷原子、拓扑）。

 

- 将经典计算和量子计算的精华结合到量子超级计算中。

 

- 通过量子人工智能基础设施，使量子计算更接近数据中心规模。

 

- 实现量子计算机规模化所需的片上实时量子纠错。

 

建成后，这将是有源多芯片模块量子处理器首次与GPU和CPU操作平台直接连接，从而实现量子计算和经典计算技术的紧密耦合、全数字集成。由于SEEQC的技术是完全数字化的，它将消除量子处理过程中的几个模拟步骤和昂贵、笨重、噪音大的硬件开销，从而大幅削减所需的带宽，减少延迟瓶颈，并在未来释放可扩展的企业应用。

 

SEEQC是世界上唯一一家创造基于全数字芯片的量子计算技术的公司，该技术横跨所有量子技术。通过采用英伟达™(NVIDIA®)平台，SEEQC将把高速、低噪声、低延迟的量子计算提升到一个新的水平，从而实现规模化的功能量子计算。

 

 
这一开创性的集成将为量子人工智能(AI)、量子机器学习(ML)和其他数据中心规模应用等实际应用的研究和应用提供支持，以满足计算和数据密集型企业人工智能日益增长的需求。
 
SEEQC首席执行官兼联合创始人约翰·利维(John Levy)表示：“这种全数字集成将利用每个系统的优势实现低延迟接口，同时保持每个系统尽可能高的带宽性能。我们与英伟达™(NVIDIA®)合作开发的项目代表了量子和经典领域的最佳技术；这两项核心技术结合在一起，将产生前所未有的计算能力。”
 
整合量子和GPU将推动英伟达™(NVIDIA®)CUDA量子平台实现量子-经典混合计算。此次合作是SEEQC技术路线图中的一个重要里程碑：借助GPU加速和各行业独有的软件平台，SEEQC现在将能够开发全栈量子计算架构，实现混合量子人工智能和ML程序，以及可扩展的实时纠错——所有这些都由SEEQC专有的单通量量子(SFQ)技术提供支持。
 
 
英伟达™(NVIDIA®)高性能计算与量子计算产品总监蒂姆·科斯塔(Tim Costa)表示：“量子与GPU超级计算的紧密结合对于实现有用的量子计算至关重要。英伟达™ GH200格雷斯·霍珀(Grace Hopper)超级芯片与SEEQC的数字芯片架构通过CUDA量子编程模型结合在一起，将为实现这一目标迈出重要一步。”
 
波士顿咨询公司(BCG)量子计算研究负责人让·弗朗索瓦·博比尔(Jean-François Bobier)则表示：“通过此次合作，SEEQC和英伟达正在为企业级量子计算时代铺平道路。高速、低延迟的一小时计算在较慢的量子架构上需要40天。因此，低延迟是可扩展应用和纠错的关键，这将释放90%的量子计算用例价值。”
 
 
将完全基于芯片的量子处理器超低延迟、数字芯片到芯片集成到格雷斯·霍珀超级芯片上，将提供一个功能强大、可扩展的异构计算机平台。这样，SEEQC就能将英伟达的数字架构与自身的架构无缝地结合在一起，从而提高其运算和处理算法的能力。
 
Seeqc的多芯片模块
 
“可扩展高能效量子计算(Scalable Energy-Efficient Quantum Computing)”是SEEQC的全称；它是量子专家们熟知的一家公司。SEEQC正在采用一种不同的方法，利用一种不同类型的数字逻辑技术，即单通量量子(SFQ)技术。这种技术利用超导技术创建经典逻辑，具有速度极快、功耗极低的特点，可以在稀释制冷机内以极低的功耗运行。该技术源于IBM在20世纪70年代和80年代对该技术的研究，当时他们正在考虑利用该技术设计功能强大的超级计算机。利用这项技术，SEEQC开发了一种特殊的芯片，提供多路复用和读出功能，并紧靠着量子比特阵列。该设备的一个显著特点是，它为量子比特提供了一个数字接口，从而减少了成千上万根模拟信号电缆的布线要求、而只需少量传输数字信号的电线即可。
 
最新的合作中，SEEQC将利用这种数字接口技术，通过Grace Hopper芯片中的一个高带宽接口，以极高的速度将量子比特模块连接到英伟达的Grace Hopper CPU/GPU超级芯片上——这是一款非常高性能的芯片，包括72个高性能CPU内核、一个H100张量核GPU、一个每秒900千兆字节(GB/s)的相干接口和高速内存接口。
 
要了解这些组件如何协同工作，可以参阅上图所示的GQI量子计算堆栈图。SEEQC量子模块将提供较低控制平面和量子平面层面的功能，而英伟达处理器将处理堆栈中间（我们称之为算法、框架、架构和控制逻辑层面）显示的大部分功能。
 
SEEQC首席运营官兼联合创始人马修·哈钦斯(Matthew Hutchings)评论道：“我们正在以一种高效的方式将量子计算与经典计算连接起来，利用这两种技术的紧密集成，为运行最重要的量子和经典应用的系统提供动力。”
 
“要做到这一点并兼顾高速、低延迟和高带宽，唯一的方法就是在芯片到芯片的基础上实现这一点。这项合作不仅为近期可扩展的实时纠错创造了可能，而且为未来的量子应用创造了可能，其中许多应用是今天无法想象的。”
 
参考链接：
[1]https://www.hpcwire.com/off-the-wire/seeqc-announces-digital-chip-based-collaboration-with-nvidia-to-accelerate-quantum-supercomputing/
[2]https://new.seeqc.com/seeqc-nvidia
[3]https://quantumcomputingreport.com/seeqc-integrates-nvidias-grace-hopper-cpu-gpu-into-its-control-stack/
 

 

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