Kvanttisimulaation läpimurto, josta kukaan ei puhu

Tiedätkö, mitä tutkijat juuri tekivät? He simuloivat kvanttitietokonetta, jota ei ole olemassa. Ja tämä tapahtui Jupiterilla, Euroopan ensimmäisellä eksaskaalisten supertietokoneiden edustajalla. Se käynnistyi vasta hiljattain.

Älä tuijota kulmia. Tämä on oikeasti iso juttu. Selitän miksi.

Miksi rakennetaan kuvitteellisia kvanttikoneita

Oikeat kvanttitietokoneet ovat vielä kehitysvaiheessa. Ne ovat tehokkaita, mutta rajoittuneita ja herkkiä. Vain harvat pääsevät käsiksi niihin.

Kuinka testata uusia kvanttalgoja? Simuloida ne tavallisilla koneilla ensin.

Kuvittele lentosimulaattori. Pilotti eivät harjoittele oikealla koneella. Sama logiikka pätee täällä. Tutkijat kokeilevat ideoita ennen kuin rauta on valmis.

Kyseiset algoritmit ratkaisevat arkipulmia: pakettien optimointia logistiikassa, molekyylien käyttäytymistä kemiassa tai sijoitussalkkujen parantelua rahoituksessa. Käytännön hyödyt ovat selvät.

Eksponentiaalinen haaste yllättää kaikki

Nyt tulee hullua. Kvanttisimulaatio vaikeutuu eksponentiaalisesti joka lisäqubitillä.

Yksi qubit? Leikkisää. 30 qubitia? Selvetään. 50 qubitia? Tarvitset 2 petatavua muistia. Se on 2 miljoonaa gigatavua. Tavallinen läppäri pullottaa 500 gigalla. Vertailun vuoksi: 4000 läppäriä kasassa.

50 qubitilla pitää hallita yli 2 kvadriljoonaa monimutkaista lukua yhtä aikaa. Ne synkronoituvat tuhansilla prosessoreilla. Yksi virhe, ja homma kaatuu.

Se on kuin koordinoisit 2 kvadriljoonaa ihmistä puhumaan täydellisessä yhteisymmärryksessä. Yksi kompuroi, kaikki huomaa.

Salaisuus: GPU ja CPU lyövät hyvän kimppaa

Miten Jupiter onnistui? Älykkäällä huijauksella.

NVIDIA:n GH200 Superchip yhdistää CPU:t (ajatuksen prosessorit) ja GPU:t (matematiikan mestarit).

Älykkyys: GPU:n muisti loppuu? Data siirtyy CPU:n muistiin salamannopeasti. Kuin työpöytä vieressä olevalla kaapilla. Ei pysähtymistä.

Tiimi viritti JUQCS-ohjelman tähän hybridiin. Lisäksi puristivat dataa kahdeksalla tekijällä byte-koodauksella. Se on fiksua tilansäästöä: "~" tilalle "noin".

Ei pelkkä bravurihupi (vaikka onkin)

Tärkein anti: tämä simulaatio ratkoo ongelmia, joihin oikea kvanttikone ei vielä pysty. Se on tulevaisuuden ennakkotutka.

Muut tutkijat saavat käyttöönsä JUNIQ-työkalun. Se toimii mittarina: "Onko sun kone nopeampi kuin 50 qubitin simuloija?"

Kokonaiskuva

Minua puhutteli eniten yhteistyö. Laitteisto ja ohjelmisto syntyivät yhdessä. NVIDIA ja Jülichin porukka tekivät Jupiterin rakennusvaiheessa, eivät jälkikäteen. Tiimityö, ei erillisiä saarekkeita.

Tuo tapa on ehkä arvokkaampi kuin itse ennätys.

Simuloimme koneen, jota ei ole. Teimme sen, koska kvanttifysiikan ymmärrys ennakoi parempaa rautaa. Hiljaista, systemaattista duunia. Tiede etenee juuri näin.

Tulevaisuusvalmistelu on aika siistiä.