·英偉達(dá)公布基于Grace CPU超級(jí)芯片的超級(jí)計(jì)算機(jī)，計(jì)劃與德國(guó)于利希超算中心合作開(kāi)發(fā)混合經(jīng)典-量子超級(jí)計(jì)算機(jī)，使量子計(jì)算更接近現(xiàn)實(shí)，還將與羅爾斯·羅伊斯等公司合作，將量子計(jì)算用在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域并取得進(jìn)展。這三項(xiàng)技術(shù)進(jìn)展都被用于推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月21日，英偉達(dá)在德國(guó)漢堡舉行的國(guó)際超算大會(huì)（ISC，歐洲最大的高性能計(jì)算會(huì)議）上公布了超級(jí)計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算方面的三項(xiàng)最新進(jìn)展。

英偉達(dá)公布了一個(gè)基于Grace CPU（中央處理器）超級(jí)芯片的超級(jí)計(jì)算機(jī)，并表示這將是全世界最環(huán)保的3臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。

另外，英偉達(dá)計(jì)劃與德國(guó)于利希超算中心（JSC）合作開(kāi)發(fā)混合經(jīng)典-量子超級(jí)計(jì)算機(jī)，使量子計(jì)算更接近現(xiàn)實(shí)。該公司還將與羅爾斯·羅伊斯（Rolls Royce）等公司合作，將量子計(jì)算用在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。

值得注意的是，這三項(xiàng)技術(shù)進(jìn)展都被用于推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

Isambard 3推動(dòng)醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究

最新公布的超級(jí)計(jì)算機(jī)Isambard 3位于英國(guó)布里斯托和巴斯科學(xué)園。作為英國(guó)GW4科研聯(lián)盟的一部分，該項(xiàng)目由布里斯托大學(xué)、巴斯大學(xué)、卡迪夫大學(xué)和?？巳卮髮W(xué)（四校組成GW4科研聯(lián)盟）牽頭。第一臺(tái)Isambard也有GW4聯(lián)盟的身影，由其與Cray公司、英國(guó)氣象局于2018年聯(lián)合建造，是歐洲第一臺(tái)基于ARM指令集兼容架構(gòu)處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

超級(jí)計(jì)算機(jī)Isambard 3由布里斯托大學(xué)、巴斯大學(xué)、卡迪夫大學(xué)和?？巳卮髮W(xué)（四校即組成GW4科研聯(lián)盟）牽頭。

Isambard 3將配備384顆基于Arm架構(gòu)的英偉達(dá)Grace CPU超級(jí)芯片，用于推動(dòng)醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究。它將能夠創(chuàng)建風(fēng)電場(chǎng)和聚變反應(yīng)堆等超復(fù)雜結(jié)構(gòu)的詳細(xì)模型，以幫助科研人員在清潔能源和綠色能源方面取得新進(jìn)展。

同時(shí)，Isambard 3將延續(xù)Isambard 2的分子機(jī)制模擬工作，以更好地了解帕金森病，并為骨質(zhì)疏松癥和新冠感染尋找新的治療方法。這些計(jì)算密集型應(yīng)用受益于Grace超級(jí)芯片中提供的“最高性能的核心、最高的內(nèi)存帶寬和最優(yōu)的單核內(nèi)存容量”。

英偉達(dá)稱(chēng)，Isambard 3性能和能效預(yù)計(jì)將達(dá)到Isambard 2的六倍，這使其成為歐洲最節(jié)能的系統(tǒng)之一。它的FP64峰值運(yùn)算性能將達(dá)到約2.7PetaFLOPS（千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算），功耗低于270千瓦，躋身世界三大最環(huán)保的非加速超級(jí)計(jì)算機(jī)之列。

Isambard項(xiàng)目首席研究員、布里斯托大學(xué)高性能計(jì)算教授西蒙·麥金托什-史密斯（Simon McIntosh-Smith）表示，“Isambard 3的應(yīng)用性能效率高達(dá)其前代的六倍，媲美全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)中排名前50的超級(jí)計(jì)算機(jī)，將為科學(xué)家提供革命性的全新超級(jí)計(jì)算平臺(tái)，以推進(jìn)科研工作取得突破?；贏rm架構(gòu)的NVIDIA Grace CPU具有突破性的能效，能夠突破科學(xué)發(fā)現(xiàn)的界限，從而解決人類(lèi)面臨的一些最困難挑戰(zhàn)。”

該超級(jí)計(jì)算機(jī)將在2024年春季投入使用。

使量子計(jì)算更接近現(xiàn)實(shí)

目前，全球大量量子計(jì)算研究都在英偉達(dá)的GPU（圖形處理器）上運(yùn)行，這種方式混合了經(jīng)典計(jì)算與量子計(jì)算，因此稱(chēng)為“經(jīng)典-量子混合計(jì)算”。在今年3月舉行的英偉達(dá)GTC技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)上，英偉達(dá)首次將自己定位成量子計(jì)算領(lǐng)域的關(guān)鍵參與者，并稱(chēng)量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)混合使用是一種趨勢(shì)。

英偉達(dá)宣布，計(jì)劃與德國(guó)于利希研究中心（FZJ）的于利希超算中心（JSC）聯(lián)合建立一座新的實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室將與慕尼黑的ParTec AG（致力于設(shè)計(jì)、構(gòu)建和支持各種特制的模塊化超級(jí)計(jì)算機(jī)）一起在英偉達(dá)量子計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一臺(tái)經(jīng)典-量子超級(jí)計(jì)算機(jī)。

英偉達(dá)計(jì)劃與德國(guó)于利希研究中心的于利希超算中心聯(lián)合建立一座新的實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室將與慕尼黑的ParTec AG一起在英偉達(dá)量子計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一臺(tái)經(jīng)典-量子超級(jí)計(jì)算機(jī)。

該實(shí)驗(yàn)室由歐洲最大的跨學(xué)科研究中心之一德國(guó)于利希研究中心運(yùn)營(yíng)，并作為于利希量子計(jì)算用戶(hù)基礎(chǔ)設(shè)施（JUNIQ）的一部分，運(yùn)行高性能、低延遲的量子-經(jīng)典計(jì)算工作負(fù)載。于利希量子計(jì)算用戶(hù)基礎(chǔ)設(shè)施目前正在使用搭載3744顆英偉達(dá)A100 Tensor Core GPU的JUWELS（JUWELS是德國(guó)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)）加速系統(tǒng)進(jìn)行量子計(jì)算模擬。

于利希超算中心計(jì)劃采用分階段的方式測(cè)試該系統(tǒng)，使用CUDA（由英偉達(dá)推出的通用并行計(jì)算架構(gòu)）量子編程模型對(duì)量子處理器進(jìn)行編程，并將其集成到于利希超大規(guī)模模塊化超級(jí)計(jì)算架構(gòu)中。

想讓量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)協(xié)同工作，一個(gè)重要的挑戰(zhàn)就是將傳統(tǒng)系統(tǒng)和量子系統(tǒng)橋接到混合量子計(jì)算機(jī)中。將量子計(jì)算與最先進(jìn)的經(jīng)典計(jì)算相結(jié)合的GPU加速量子計(jì)算系統(tǒng)，可以被稱(chēng)為一座通往未來(lái)量子計(jì)算的“戰(zhàn)略性橋梁”。

于利希超算中心量子信息處理部主管克里斯托爾·米歇爾森（Kristel Michielsen）表示，“混合量子-經(jīng)典系統(tǒng)正在使量子計(jì)算更接近現(xiàn)實(shí)，以解決單靠經(jīng)典計(jì)算無(wú)法解決的復(fù)雜問(wèn)題。通過(guò)與英偉達(dá)合作建立這座模塊化量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，JSC的研究人員可以在化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域取得前所未有的進(jìn)步，推動(dòng)各個(gè)科學(xué)學(xué)科和行業(yè)實(shí)現(xiàn)更加廣泛的變革性進(jìn)展?！?/p>

羅爾斯·羅伊斯計(jì)劃使用新的電路發(fā)揮量子在計(jì)算流體力學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)使用經(jīng)典和量子計(jì)算方法來(lái)模擬噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的性能。

除此之外，英偉達(dá)、羅爾斯·羅伊斯和量子軟件公司Classiq也在會(huì)上宣布一項(xiàng)量子計(jì)算進(jìn)展：通過(guò)采用英偉達(dá)的量子計(jì)算平臺(tái)，兩家公司設(shè)計(jì)并模擬了世界上最大的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）量子計(jì)算電路。該電路測(cè)量深度為1000萬(wàn)層，有39個(gè)量子位。

盡管當(dāng)今的量子計(jì)算機(jī)僅能支持只有幾層的電路深度，但全球航空業(yè)巨頭羅爾斯·羅伊斯稱(chēng)其正在使用GPU為量子未來(lái)做準(zhǔn)備。羅爾斯·羅伊斯計(jì)劃使用新的電路發(fā)揮量子在計(jì)算流體力學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)使用經(jīng)典和量子計(jì)算方法來(lái)模擬噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的性能。

羅爾斯·羅伊斯計(jì)算科學(xué)研究員利·拉普沃思（Leigh Lapworth）認(rèn)為：“將經(jīng)典和量子計(jì)算方法直接用于解決噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)難題，將幫助我們加快進(jìn)程并進(jìn)行更復(fù)雜的計(jì)算。”