2026年9月14日——NVIDIA 今日宣布通过 CUDA-Q Logical 扩展 NVIDIA CUDA-Q™ 开源平台。CUDA-Q Logical 是一个编排层，为面向容错量子计算机开发实用应用提供可编程、可验证的方法。

具备逻辑量子比特的容错量子处理器对于实现有用的量子计算至关重要，它们使系统能够克服物理量子比特固有的错误，从而执行药物发现、金融建模和材料开发等实际应用所需的更大规模计算。

然而，为此类系统开发应用是一项繁琐且耗时的协同设计挑战：算法、纠错码、硬件架构或其他 QPU 组件的改变，都可能显著改变运行任何给定应用所需的资源。

借助 CUDA-Q Logical，研究人员现在可以设计和编排容错量子计算应用所需的众多组件，轻松在选项之间切换，以确定能够发挥逻辑量子比特性能的最佳系统配置。

“量子计算正在成熟，进入逻辑量子比特时代，研究人员需要一个开放、可定制的平台，能够表示容错系统的各个方面，”NVIDIA 量子计算副总裁兼总经理 Timothy Costa 表示。“CUDA-Q Logical 的加入提供了强大能力和灵活性，使人们可以探索完全集成、协同优化的系统，而不论量子比特类型和架构如何——这将大幅缩短实现有用的量子-GPU 超级计算的时间。”

CUDA-Q Logical 已被 QPU 制造商和实验室使用，包括 Fermi National Accelerator Laboratory、Infleqtion、IQM Quantum Computers、QCDesign Quantum Motion 和 Sandia National Laboratories。

借助 CUDA-Q Logical，Iceberg Quantum 为 Diraq 的量子比特建模了其容错架构，展示如何仅用 150,000 个物理量子比特即可创建 1,000 个逻辑量子比特，约为 Diraq 此前估计的十分之一。CUDA-Q Logical 提供了一种前所未有的方式，可快速评估 Iceberg 架构的潜在实现，帮助大幅减少实现有用的容错量子计算所需的硬件。

Fermilab 使用 CUDA-Q Logical 探索容错应用

在早期工作中，Fermilab 的研究人员使用 CUDA-Q Logical 验证此前的结果，并评估不同纠错方法和量子硬件下的物理量子比特、运行时间及其他资源需求。

Fermilab 将复杂的容错系统设计转化为可重复、可验证的计算工作流，将容错算法开发时间从五个月缩短到三周，实现了 7 倍加速。

“容错量子计算是开启新科学发现的路径，但要实现这一目标，研究人员需要将算法、纠错、架构和硬件协同设计在一起，”Fermilab 首席技术官兼超导量子材料与系统中心主任 Anna Grassellino 表示。“使用 CUDA-Q Logical，我们的团队在短短三周内探索了这些资源的组合，而通常这需要大约五个月来构建专门的基础设施。”

Sandia 为量子计算的未来创建基准

QUOPS 是由 Sandia National Laboratories 开发的新独立跨平台基准，用于衡量量子计算系统在迈向实用规模应用方面的进展。

借助 Sandia 的 QUOPS，业界现在可以使用一种与硬件无关的开放方法，衡量在实现容错量子计算机共同目标方面的进展。历史上，量子计算的进展主要通过物理量子比特的进步来衡量——增加量子比特数量、提高保真度和延长相干时间。

“在 Sandia，我们迫不及待地希望看到容错量子计算机帮助为美国能源部和美国解决具有国家重要性的问题，”Sandia National Laboratories 量子性能实验室联合主任 Timothy Proctor 表示。“我们目前的任务是通过加速行业合作伙伴的进展，让这一目标更早实现。为此，我们以及其他量子计算利益相关方必须能够跟踪和预测量子计算机能力的发展。我们创建 QUOPS 正是为了做到这一点，并且很高兴看到它被量子计算供应商和客户使用。”

Sandia 在 IEEE Quantum Week 之前发布的一篇预印本中分享了早期结果，报告了来自 Google、IBM 和 Quantinuum 的 QPU 的初步 QUOPS 基准。QUOPS 参考实现已在 NVIDIA CUDA-Q 中提供。

扩展量子-GPU 超级计算平台

生态系统也在采用 NVIDIA 更广泛的量子计算技术组合，以将量子比特转化为有用的量子-GPU 超级计算机。

Diraq 使用 NVIDIA Ising 校准其硅基量子比特处理器，这是全球首个用于为实用量子计算构建和部署 AI 的开放模型系列。

各公司正在使用 NVIDIA NVQLink™ 将其量子处理器与 GPU 超级计算集成。NVQLink 是一种开放系统架构，用于将量子处理器与 GPU 超级计算机紧密耦合。借助 NVQLink：

• Anyon Computing 开发了新的量子控制系统。
• Quandela 开发了 QPU-GPU 架构。
• Quantum Machines 在以色列量子计算中心演示了将最先进的超级计算资源与量子比特集成。

NVIDIA CUDA-Q 开放开发平台继续在量子计算生态系统中得到采用：

• BlueQubit 面向研究人员启动了 Quantum Flywheel 资助计划，使他们能够通过 CUDA-Q 使用 NVIDIA 加速计算。
• Qedma Quantum Computing 和 QCentroid 各自将其技术与 CUDA-Q 集成，以支持量子纠错与错误缓解，以及量子应用的部署。

量子生态系统也在与 NVIDIA 合作开发新的和改进的量子应用：

• IonQ 宣布了 DQAOA-GPT 的进展，这是一个使用 NVIDIA 加速计算的量子生成式 AI 框架。
• MITRE 发表了关于构建 GPU 加速的量子传感器数字孪生的研究成果。
• Phasecraft 正在使用 NVIDIA cuQuantum 生成已知最大的、由变分量子本征求解器模拟的分子数据库。
• UCLA 和 Caltech 正在推进运行量子应用所需的控制序列设计。