Het aandeel NVIDIA (NVDA) steeg maandag met 1,54% naar $217,43 nadat het bedrijf een belangrijke mijlpaal op het gebied van kwantumsimulatie in Europa meldde. Het aandeel won tijdens de sessie $3,30, hoewel intradagverkopen eerdere koerswinsten deels tenietdeden. De aankondiging draaide om een test met 104 qubits die gericht was op het verbeteren van fouttolerant kwantumcomputing.

Record-simulatie met 104 qubits op JUPITER

NVIDIA-onderzoekers voerden de simulatie uit op JUPITER, Europa's eerste exascale-supercomputer — een klasse van machines die ten minste een triljard berekeningen per seconde kan uitvoeren — in het Jülich Supercomputing Centre in Duitsland. Het project gebruikte NVIDIA GH200-processoren om complexe kwantumbewerkingen te modelleren onder realistische hardware-ruis. Volgens NVIDIA vertegenwoordigt het werk de grootste uitgebreide simulatie van een fouttolerante kwantumprocessor.

Simulaties van dit soort vullen een praktisch gat: fouttolerante kwantumachines op deze schaal zijn nog niet gebouwd, dus klassieke supercomputers geven onderzoekers een manier om processorontwerpen te testen voordat wordt geïnvesteerd in fysieke hardware.

De onderzoekers bestudeerden magic-state cultivation, een methode die kwantumsystemen helpt betrouwbare berekeningen uit te voeren. Kwantumcomputers zijn kwetsbaar voor fouten omdat hun qubits tijdens de verwerking op ruis reageren, entolerantie beschrijft het vermogen van een machine om ondanks die fouten nauwkeurige resultaten te blijven leveren. Wetenschappers hebben daarom technieken nodig die deze fouten beperken zonder buitensporige hardware te vereisen.

Een eerder onderzoeksproject in Jülich modelleerde 50 qubits onder ideale omstandigheden zonder ruis. Het nieuwe project breidde dat werk uit door 104 qubits te onderzoeken in een realistischere omgeving, waardoor onderzoekers kunnen inschattenen hoe voorgestelde kwantumachines zouden presteren buiten gecontroleerde simulaties.

Cultivatiemethode richt zich op lagere hardwarevereisten

NVIDIA zei dat de cultivatiebenadering mogelijk 90% minder qubits vereist dan eerdere methoden. Die vermindering is belangrijk omdat bruikbare kwantumcomputers aanzienlijke middelen nodig hebben om verwerkingsfouten te corrigeren. Lagere hardwarevereisten kunnen toekomstige ontwerpen vereenvoudigen en de kosten van opschaling verlagen.

Magic states ondersteunen berekeningen die gewone foutcorrectiemethoden niet zelfstandig kunnen voltooien. Kwantumprocessoren verbruiken deze states echter voortdurend tijdens fouttolerante bewerkingen, wat de reden is dat onderzoekers snellere en efficiëntere manieren bestuderen om ze te produceren.

Het team testte hoe ruis de cultivatie beïnvloedt en identificeerde manieren om toekomstige verbeteringen te evalueren. De bevindingen kunnen hardwareontwikkelaars begeleiden voordat ze middelen investeren in fysieke prototypes — het stadium waarin de verwachte qubitbesparingen voor het eerst aan omstandigheden buiten de simulatie worden blootgesteld. De testmethoden ondersteunen ook onderzoek naar geneesmiddelenontdekking, financiële modellering en geavanceerde materialen.

NVIDIA breidt GPU-simulatiecapaciteit uit

Het team ontwikkelde zijn methoden eerst met NVIDIA's GB200 NVL72-systeem in het Accelerated Quantum Research Center. De onderzoekers breidden de tests uit van vier GPU's naar honderden voordat ze naar JUPITER verhuisden, waar uiteindelijk 8.192 GPU's werden gebruikt om de grotere simulatie uit te voeren.

Die voortgang hielp het team de nauwkeurigheid te verifiëren en de algehele prestaties over computingomgevingen heen te vergelijken. Het verkortte ook werk dat voorheen weken vergde tot een proces van enkele dagen, terwijl de software werd voorbereid op de veel grotere computercapaciteit van JUPITER.

NVIDIA gebruikte zijn cuQuantum-software om de simulatieprestaties over het hele systeem te verbeteren. Ondertussen bood het CUDA-Q-platform hulpmiddelen voor het beschrijven van fouttolerante kwantumcircuits. Samen demonstreerden de twee platforms hoe conventionele GPU-supercomputers kwantumonderzoek kunnen ondersteunen voordat ingenieurs grotere fysieke processoren bou — een rol waardoor NVIDIA's bestaande GPU- en softwareproducten de kwantumontwikkeling kunnen ondersteunen zolang dergelijke hardware zich nog in de onderzoeksfase bevindt.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op Blockonomi.