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Open-Source für Quantencomputing Nvidia erweitert Cuda-Q für fehlertolerantes Quantencomputing

Von Paula Breukel 1 min Lesedauer

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NVIDIA
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Nvidia erweitert die Open-Source-Plattform „Cuda-Q“ um eine Orchestrierungsschicht für fehlertolerante Quantencomputer. Zusätzlich integriert das Unternehmen einen Benchmark für deren Leistungsfähigkeit.

Die Orchestrierungseebene soll eine Möglichkeit bieten, um fehlertolerante Quantencomputeranwendungen in Bereichen wie der Wirkstoffforschung oder der Materialentwicklung zu entwerfen und zu testen.(Bild: Nvidia)
Die Orchestrierungseebene soll eine Möglichkeit bieten, um fehlertolerante Quantencomputeranwendungen in Bereichen wie der Wirkstoffforschung oder der Materialentwicklung zu entwerfen und zu testen.
(Bild: Nvidia)

Mit „Cuda-Q Logical“ ergänzt Nvidia die Plattform um eine programmierbare Ebene für die Entwicklung und Erprobung fehlertoleranter Quantenanwendungen. Die Software soll verschiedene Komponenten eines Systems abbilden und deren Zusammenspiel untersuchen.

Dazu lassen sich unter anderem Algorithmen, Fehlerkorrekturverfahren und Hardware-Architekturen variieren. Forscher können so unterschiedliche Systemkonfigurationen vergleichen, ohne für jede Variante eine eigene Infrastruktur aufzubauen.

Das ist relevant für Quantencomputer mit logischen Qubits. Diese sollen die Fehleranfälligkeit physischer Qubits reduzieren und damit größere Berechnungen ermöglichen.

Fermilab verkürzt Entwicklungszeit

Das Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), ein Forschungszentrum für Teilchenphysik in Illinois, das vom US-amerikanischen Department of Energy betrieben wird , nutzt Cuda-Q Logical bereits für die Untersuchung fehlertoleranter Architekturen. Nach Angaben von Nvidia verkürzte sich die Entwicklungszeit für entsprechende Algorithmen von fünf Monaten auf drei Wochen.

Auch der Quantenhardware-Hersteller Iceberg Quantum setzte die Software ein. Dabei modellierte das Unternehmen eine fehlertolerante Architektur für Qubits von Diraq. Iceberg Quantum setzt auf die sogenannte Pinnacle-Architektur. Die Simulation kommt laut Nvidia auf 1.000 logische Qubits mit 150.000 physischen Qubits. Früheren Schätzungen zufolge fiel der Bedarf etwa zehnmal höher aus.

Quops misst Fortschritt von Quantenhardware

Außerdem integriert Nvidia den Benchmark „Quops“ in Cuda-Q. Die vom Forschungslabor, Sandia National Laboratories, entwickelte Methode soll den Fortschritt von Quantenprozessoren (QPUs) auf dem Weg zu fehlertoleranten Systemen vergleichbar machen.

Der Benchmark ist hardware-unabhängig und gehe über die schiere Zahl physischer Qubits hinaus. Der Benchmark soll dazu dienen, Quantensystemen für Anwendungen auf Basis fehlertoleranter Quantencomputer vor der tatsächlichen Implementierung zu bewerten.

Cuda-Q Logical ist ab sofort über GitHub verfügbar. Auch die Referenzimplementierung von Quops steht dort bereit.

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