2024年5月13日 02:00 EDT 更新

キット・ドットソン

エヌビディア社は本日、スーパーコンピューティングによる科学の進歩を推進する人工知能搭載システム向け高性能コンピューティング業界において、同社のチップがどのようにイノベーションを加速しているかを詳しく説明した。
同社はまた、世界各国の国立量子コンピューティングセンターで量子コンピューティングへの取り組みを加速する取り組みも発表した。これには、同社のオープンソースCUDA-Qプラットフォームを国際的な拠点に導入することが含まれる。
高性能コンピューティングは高度な科学研究の中心であり、特に大気や海洋のモデルに必要な AI シミュレーションを通じて、世界に関する重要な洞察を大規模に解き明かすのに役立ちます。また、バイオ医薬品や新薬の発見など、複雑な方程式やモデリングの計算ニーズが従来のシステムを急速に上回る可能性がある材料科学や生命科学にも、極めて高い計算能力が必要です。
本日、Nvidia は、科学的発見と革新のために Grace Hopper Superchips を使用している 9 台の新しいスーパーコンピューターを世界中で発表しました。同社によると、これらのシステムを組み合わせると、計算 AI 処理能力は 200 エクサフロップス、つまり 1 秒あたり 200 京の計算能力になります。
新たにオンラインになるスーパーコンピュータの中には、フランスの代替エネルギー委員会 (CEA) と Atos Group の Eviden が 4 月に発表したフランスの EXA1-HE があります。これは Eviden の BullSequana XH3000 テクノロジに基づいています。このアーキテクチャは新しい温水冷却システムを備えており、EXA1-HE には Grace Hopper に基づく 477 個の計算ノードが搭載されています。
他にオンラインになるスーパーコンピュータとしては、ポーランドの学術コンピュータセンター Cyfronet の Helios、ヒューレット・パッカード エンタープライズのスイス国立スーパーコンピューティングセンターの Alps、ドイツのユーリッヒ スーパーコンピューティングセンターの Jupiter、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の国立スーパーコンピューティング応用センターの DeltaAI、日本の先端高性能コンピューティング共同センターの Miyabi などがあります。
「AI は気候変動の研究を加速させ、新薬の発見を加速させ、その他多くの分野で画期的な進歩をもたらしています」と、Nvidia のハイパースケールおよび HPC 担当副社長である Ian Buck 氏は述べています。「Nvidia Grace Hopper を搭載したシステムは、エネルギー効率を向上させながら業界を変革する能力を備えているため、HPC に不可欠な要素になりつつあります。」
Nvidia は、CUDA-Q プラットフォームをドイツ、日本、ポーランドのスーパーコンピューター サイトにリンクし、各社の高性能コンピューティング システム内の量子処理ユニットに電力を供給することで、量子コンピューティングの研究を加速させています。
QPU は、量子処理のすべてが行われる量子コンピューターの「頭脳」として機能します。QPU は、電子や光子などの粒子の挙動を使用して、量子ビットを使用する従来のプロセッサーとは異なる方法で計算を行います。通常のビットでは情報が 1 または 0 になるのに対し、量子ビットは不確定で、潜在的に 1 または 0 になることもあります。その結果、量子プロセッサーは従来のプロセッサーよりもはるかに高速に計算を行うことができます。これは、量子プロセッサー用に作成されたアルゴリズムがこれらの不確定な「潜在的な」状態に対処する必要があることを意味し、同時に、ノイズが多く、エラーが発生しやすくなります。
ドイツのユーリッヒ研究センターにあるユーリッヒ スーパーコンピューティング センターは、IQM Quantum Computers 社製の QPU を Jupiter スーパーコンピューターに接続するために設置しています。日本の ABCI-Q スーパーコンピューターは QuEra 社の QPU を接続しています。ポーランドのポズナン スーパーコンピューティングおよびネットワーキング センターは最近、Orca Computing 社製の QPU を 2 つ設置しました。
CUDA-Q は、さまざまなグラフィック処理装置と中央処理装置間のシステム全体でオープン プログラミング モデルの開発を可能にするために設計された、オープン ソースで QPU に依存しない高速スーパーコンピューティング プラットフォームです。CUDA-Q を使用すると、さまざまな種類のハードウェアとソフトウェアを簡単に拡張、接続、量子リソースでエミュレートできるため、開発者はアプリケーションを設計できます。
PSNC の量子処理ユニットは、2 つの PT-1 量子フォトニクス システムを使用して、生命科学、化学、機械学習の研究に使用されます。これは、通信周波数で単一の光子、つまり光のパケットを量子ビットとして使用することを意味します。これにより、標準的な通信コンポーネントを使用して部品を配布およびリンクすることが容易になります。
「Orca および Nvidia とのコラボレーションにより、独自の環境を作り出し、PSNC で新しい量子古典ハイブリッド システムを構築することができました」と PSNC の最高技術責任者兼副所長である Krzysztof Kurowski 氏は述べています。「ユーザー中心のサービスによって効率的に管理される複数の QPU と GPU のオープンで簡単な統合とプログラミングは、開発者とユーザーにとって非常に重要です。」
日本のABCI-Qに統合されたQPUは、レーザー光で制御されるルビジウム原子を量子ビットとして使用します。これは、高精度の原子時計で使用されるのと同じタイプの原子です。国立研究開発法人産業技術総合研究所の研究者は、これを使用してAI、エネルギー、生物学における量子アプリケーションを調査します。
Jupiter に接続された QPU は、低温で人工原子として機能するように製造されるよう設計された超伝導量子ビット、つまり電子共振回路で構築されています。チームはこれを使用して化学シミュレーション用の量子アプリケーションを開発し、従来のコンピューターを量子コンピューターで高速化する方法を示す道を開きます。
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元記事: https://siliconangle.com/2024/05/13/nvidia-announces-advances-scientific-high-performance-ai-quantum-supercomputing/

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