GPU改变了人工智能现在它们正进军量子计算领域——《华尔街日报》

GPU在支持生成式AI中的关键作用推动英伟达市值突破万亿美元。图片来源：NVIDIA/路透社尽管量子硬件仍不成熟，但企业表示已找到另一种运行复杂量子算法的方式：利用驱动人工智能的同款芯片来执行这些算法。

这种被称为"模拟"的进程，近年来因图形处理器（GPU）等先进芯片提供的算力规模扩大而加速发展。

“没人认为这能实现，“量子软件公司SandboxAQ首席执行官杰克·希达里表示。该公司于2022年从谷歌分拆成立。“我们无需等待量子计算机。虽然未使用量子计算机，但我们在GPU上运行量子方程和量子软件——这是重大突破。”

GPU是专为支持训练和运行AI算法的重负载而设计的芯片。其支撑生成式AI的关键作用，推动制造商英伟达在今年早些时候实现万亿美元市值，尽管亚马逊、谷歌等公司也生产专用AI芯片。

英伟达高性能计算与量子计算总监蒂莫西·科斯塔指出，量子算法特别适合GPU，因其能处理密集数学运算和高带宽内存等任务。“这种工作负载非常适合GPU，就像AI适合GPU的理由一样。“他表示。

量子算法在解决问题的方式上与经典算法有着根本性的不同，但它们适用于特定场景，例如模拟自然材料（如分子）的行为以及优化问题。

目前可以在小规模量子计算机上运行部分此类算法，这些计算机基于量子处理单元（QPU）——但该技术仍处于早期阶段，且这些机器的错误率仍然较高。

科斯塔表示，过去几年间，GPU在量子模拟应用中的采用呈现爆发式增长。

“企业已尝试过在纯量子芯片上运行纯量子算法，”量子技术供应商Terra Quantum的创始人、董事长兼首席执行官马库斯·普夫利茨表示，“现在他们真正感兴趣的是：如何用这项技术提升业务表现？”

量子技术供应商Terra Quantum创始人、董事长兼首席执行官马库斯·普夫利茨。图片来源：Terra Quantum希达里指出，模拟技术可以加速研究进程，有时甚至能获得优于传统计算配置的结果。

SandboxAQ本月宣布正与电池材料及技术公司NOVONIX合作，利用量子模拟技术建模锂离子电池中带电粒子——离子的行为。总部位于澳大利亚布里斯班的NOVONIX表示，此次合作将帮助他们开发能精准预测锂离子电池寿命的新机器学习模型。

利用这一知识，希达里表示，最终目标是构想并实现新的电池化学——这是一项迫切需要的创新，因为电动汽车正将锂离子电池供应推向极限。

普夫利茨指出，模拟在可运行算法的复杂性方面存在局限，而未来具备容错能力的量子计算机可能提供比模拟更优的性能和扩展性。

IDC研究经理兼量子计算研究负责人希瑟·韦斯特认为，当量子硬件成熟时，模拟技术或将面临生存危机，尽管关于模拟是否会真正被淘汰或继续提供某些价值的问题仍未解决。

英伟达的科斯塔表示，GPU在未来量子机器中仍可能发挥重要作用，包括进行纠错处理。

“在整个量子技术发展周期中，GPU计算因诸多原因将始终保持不可或缺的地位，“科斯塔说道。

记者伊莎贝尔·布斯凯特联系邮箱：[email protected]

本文发表于2023年9月22日印刷版，标题为《人工智能芯片支持量子软件》。