混合经典-量子超级计算:展示多用户、多量子处理单元(QPU)与多图形处理单元(GPU)协同环境

实现近期应用中的实用量子优势,普遍被认为需要依赖经典-量子混合算法。为向用户提供这一实际优势,高性能计算(HPC)中心需构建支持此类算法的软硬件技术栈。本文描述了全球首个部署于HPC中心的多用户经典-量子环境,该环境支持在多个量子处理单元(QPU)与GPU上执行混合算法。该团队在波兹南超级计算与网络中心(PCSS)的配置符合当前HPC标准:包括QPU在内的计算硬件部署于具备标准设施的数据中心机房;无需针对网络、电力或冷却进行特殊配置;采用Slurm进行工作负载管理,并利用NVIDIA CUDA-Q扩展API实现经典-量子交互。该研究团队通过经典-量子混合机器学习和优化应用验证了该环境的实用性。此项工作旨在为学界提供实验范例,以进一步探索量子计算如何切实增强并扩展HPC能力。

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