電腦晶片製造商Nvidia正在加大力度推進量子計算，推出了一項針對研究人員和開發人員的新服務。
Nvidia公司表示，Nvidia Quantum Cloud提供先進的量子計算技術將突破化學、生物學和材料科學等領域的研究界限。
Nvidia是在近日舉行的年度GTC大會上宣布推出Nvidia Quantum Cloud的。這項服務基於現有的Nvidia CUDA-Q量子計算平台，目前已經開放搶先體驗，據說近四分之三部署所謂「量子處理單元」（QPU）的組織都在使用該平台。
Nvidia Quantum Cloud是以微服務的形式提供的，讓客戶可以輕鬆構建和測試部署在雲基礎設施上的新量子應用及算法。
據Nvidia稱，Quantum Cloud提供了對cuQuantum軟體的訪問，該軟體可以在基於GPU的硬體上模擬QPU。現有的QPU還不夠強大或穩定，不足以測試量子算法和應用，因此模擬器為開發人員提供了探索這項新技術如何影響科學探索的最佳機會。
此外Nvidia還展示了很多Quantum Cloud的示例場景。例如，Nvidia與多倫多大學合作開展了一個名為Generative Quantum Eigensolver的計劃，該計劃利用大型語言模型幫助量子電腦更快地找到分子的基態能量，從而有助於分子研究。
此外，Nvidia正在和量子計算軟體初創公司Classiq Technologies合作，雙方之間的集成將讓研究人員能夠更輕鬆地快速創建大型的、複雜的量子算法以及分析和執行量子電路。Nvidia還和QC Ware合作開展了一個名為Promethium的項目，Promethium是一種分子模擬器，有助於解決化學中高度複雜的問題。
Nvidia表示，Nvidia Quantum Cloud服務將在AWS、Google Cloud、Oracle Cloud Infrastructure以及微軟Azure上提供，此外還有IonQ、IQM Quantum Computers和Quantinuum等量子計算公司的雲平台。
Nvidia公司高性能計算和量子計算總監Tim Costa表示，量子代表了計算的下一個前沿，但要使其成為現實，需要世界上最聰明的人才之間展開合作。他說：「Nvidia Quantum Cloud打破了探索這項變革性技術的障礙，讓世界上的每一位科學家都能利用它的力量。」
推進量子研究
Nvidia分享了關於很多組織是如何在金融欺詐檢測和創建新的量子教育課程等領域使用Nvidia量子計算基礎設施的例子。
例如，全球最大的銀行之一——滙豐控股有限公司使用Nvidia的量子平台開發了一種新的基於量子的機器學習算法，能夠檢測欺詐性數字交易。
滙豐銀行研究人員解釋說，他們使用CUDA-Q量子計算平台在Nvidia GPU上模擬了165個量子位，遠遠超過了之前任何人所能做的，並表示，他們使用CUDA Quantum和cuTensorNet軟體實現的機器學習技術來克服大規模模擬量子電路方面的挑戰。
Nvidia還透露，正在和二十多所大學合作開展一項計劃，旨在培養具有量子技能的新一代電腦科學家。卡內基梅隆大學研究副總裁Theresa Mayer表示：「彌合傳統電腦和量子系統之間的鴻溝，這對於計算的未來至關重要。Nvidia正在和包括卡內基梅隆大學在內的高等教育機構展開合作，幫助學生和研究人員駕馭這個新興的混合環境中並取得優異的成績。」
混合量子/經典基礎設施
Nvidia的量子基礎設施還有助於開發新的超級電腦平台，這種平台將能夠更準確地模擬未來的量子系統。
Nvidia公布了三套用於量子模擬的新系統，其中最大的是日本國家先進工業科學技術研究所的ABCI-Q（如下圖）。完成之後，ABCI-Q將為各個領域的研究提供高保真量子模擬。據稱，該系統集成了Nvidia CUDA-Q，後者為混合量子經典系統編程提供了強大的模擬工具和功能。該系統將在500多個節點上集成多達2000多個Nvidia H100 Tensor Core GPU，並使用Nvidia先進的Quantum-2 InfiniBand網路技術進行連接。
第二個系統是丹麥諾和諾德基金會正在部署的基於Nvidia DGX SuperPOD伺服器的系統，將幫助丹麥推進量子計算的國家計劃。
即將上線的第三個新系統，是之前宣布的澳大利亞Pawsey超級計算研究中心，該中心結合採用了Nvidia CUDA Quantum軟體與Grace Hopper Superchips。
後量子密碼學
其他方面，Nvidia透露了將努力在量子安全領域取得進展，推出了一個新的cuPQC庫，這個庫利用Nvidia新GPU的並行性來創建更強大的算法，可以防禦量子計算攻擊。
多年來，研究人員一直擔心，一旦可行的量子電腦問世，將能夠在幾秒鐘內破解用於保護通信的標準公鑰技術。因此，所謂的量子安全受到了很多關注。
Nvidia表示，美國國家標準與技術研究院計劃在今年晚些時候推出全球第一個後量子密碼算法，這些標準是使用Nvidia平台開發的。
Open Quantum Safe項目聯合創始人Douglas Stebila是新興量子安全領域的先鋒組織，他表示，他的組織最近使用Nvidia cuPQC庫將一種名為Kyber的算法加速了500倍，而且這是通過在Nvidia H100 Tensor Core GPU（而不是標準CPU）上運行算法來實現的。
Nvidia表示，當此次新推出的、基於Blackwell架構的GPU上市時，性能將進一步得到提升。Stebila表示：「保護數據免受量子威脅是一個至關重要的問題，我們很高興與Nvidia合作優化後量子加密技術。」
Open Quantum Safe項目是由新成立的後量子密碼學聯盟（Post-Quantum Cryptography Alliance）發起的一項計劃，該聯盟由Linux基金會主辦，旨在開發各種以安全為中心的後量子應用和庫，AWS、Google Cloud和微軟等雲提供商也和Nvidia以及QuSecure、EvolutionQ和PQShield等初創公司一起為後量子研究做出了貢獻。
