Les applications de calcul quantique et classique évoluent rapidement et la plateforme CUDA Quantum joue un rôle déterminant dans ce développement. Cette plateforme open-source est conçue pour faciliter la création d’applications de calcul quantique et classique, compatibles avec les unités de traitement quantique (QPU), les GPU et les CPU. La dernière version, CUDA Quantum 0.5, introduit une multitude de nouvelles fonctionnalités et d’améliorations, ce qui en fait un outil crucial dans le domaine de l’informatique hétérogène.
CUDA Quantum accélère les flux de travail dans les domaines de la simulation quantique, de l’apprentissage automatique quantique et de la chimie quantique en exploitant la puissance des GPU. Cette accélération est essentielle car elle permet des calculs plus efficaces et plus rapides, permettant aux chercheurs et aux développeurs de résoudre des problèmes complexes plus rapidement. Avec la dernière version, CUDA Quantum 0.5, la plateforme a élargi son champ d’application, en introduisant plus de backends QPU, plus de simulateurs et d’autres améliorations pour rationaliser le développement d’applications de calcul quantique classique.
CUDA Quantum 0.5
L’une des principales améliorations est la prise en charge par la plate-forme de l’exécution de noyaux quantiques adaptatifs, une spécification de l’alliance Quantum Integrated Runtime (QIR). Il s’agit d’une étape importante vers la programmation quantique-classique intégrée, un concept qui combine les principes de l’informatique classique et quantique pour résoudre des problèmes complexes de manière plus efficace.
CUDA Quantum 0.5 introduit également de nouveaux noyaux pour les simulations de chimie quantique, notamment les noyaux Fermionic and Givens rotation et fermionic SWAP. Ces noyaux sont essentiels pour effectuer des calculs et des simulations complexes dans le domaine de la chimie quantique. En outre, la plateforme prend désormais en charge les exponentielles des matrices de Pauli, qui sont utiles pour les simulations quantiques de systèmes physiques et pour le développement d’algorithmes quantiques pour les problèmes d’optimisation.
Ordinateurs quantiques
En termes de gestion des données, CUDA Quantum 0.5 a amélioré sa prise en charge de std::vector et des tableaux (de style C). Cette prise en charge améliorée permet une gestion plus souple et plus efficace des données, ce qui est essentiel pour traiter les grands ensembles de données dans les applications d’informatique quantique. La plate-forme prend également en charge l’exécution de boucles for et while de longueurs connues sur les backends matériels quantiques, une fonctionnalité qui améliore l’efficacité de l’exécution des boucles dans les algorithmes quantiques.
La nouvelle version de CUDA Quantum étend également sa compatibilité avec différents backends matériels quantiques. Les ordinateurs quantiques IQM et Oxford Quantum Circuits (OQC) sont désormais pris en charge en tant que QPU dans CUDA Quantum, rejoignant ainsi les ordinateurs quantiques Quantinuum et IonQ déjà pris en charge. Cette gamme élargie de matériel pris en charge offre aux développeurs et aux chercheurs davantage de possibilités d’exécuter leurs algorithmes quantiques sur différentes plates-formes de matériel quantique.
Démarrer avec le calcul classique quantique
Enfin, CUDA Quantum 0.5 a également fait des progrès significatifs dans le domaine des simulateurs quantiques. La plateforme a amélioré ses simulateurs basés sur les réseaux tensoriels, qui conviennent à la simulation à grande échelle de certaines classes de circuits quantiques. En outre, un simulateur d’état de produit matriciel (MPS) a été ajouté à CUDA Quantum. Les simulateurs MPS peuvent gérer un grand nombre de qubits et une profondeur de grille plus importante pour certaines classes de circuits quantiques avec une empreinte mémoire relativement faible, ce qui en fait un outil précieux pour les simulations d’informatique quantique.
La dernière version de CUDA Quantum, avec son lot de nouvelles fonctionnalités et d’améliorations, constitue une étape importante dans le développement d’applications informatiques quantiques et classiques. En fournissant une plateforme qui prend en charge une variété de matériel quantique, en offrant des noyaux avancés pour les simulations quantiques et en améliorant le traitement des données et les capacités de simulation, CUDA Quantum 0.5 ouvre la voie à l’avenir de l’informatique quantique-classique.
Si vous souhaitez commencer à utiliser CUDA Quantum, NVIDIA a créé un guide d’introduction à CUDA Quantum qui vous guidera pas à pas à l’aide d’exemples en Python et en C++ qui vous permettront d’apprendre rapidement à utiliser les fonctionnalités de CUDA Quantum.
