QPU ها مغز کامپیوترهای کوانتومی هستند که از رفتار ذراتی مانند الکترون ها یا فوتون ها برای انجام محاسبات متفاوت از پردازنده های معمولی استفاده می کنند و می توانند انواع خاصی از محاسبات را سریعتر انجام دهند. مرکز ابرکامپیوتر جولیخ (JSC) در Forschungszentrum Jülich در حال نصب یک QPU است که توسط IQM Quantum Computers به عنوان مکملی برای ابررایانه JUPITER ساخته شده است که توسط سوپرتراشه NVIDIA GH200 Grace Hopper ساخته شده است. ابررایانه ABCI-Q که در موسسه ملی علوم و فناوری صنعتی پیشرفته (AIST) ژاپن قرار دارد، برای پیشبرد ابتکار محاسبات کوانتومی این کشور طراحی شده است. این سیستم با معماری NVIDIA Hopper، یک QPU از QuEra اضافه می کند. مرکز ابرکامپیوتر و شبکه پوزنان (PSNC) در لهستان اخیراً دو QPU فوتونیک را نصب کرده است که توسط ORCA Computing ساخته شده است و به بخش جدیدی از ابر رایانه که توسط NVIDIA Hopper شتاب داده شده است، متصل شده است.
تیم کوستا، مدیر محاسبات کوانتومی و محاسبات با کارایی بالا در NVIDIA می‌گوید: «محاسبات کوانتومی مفید با ادغام شدید ابر محاسبات کوانتومی و GPU فعال می‌شود. پلتفرم محاسبات کوانتومی NVIDIA رهبرانی مانند AIST، JSC و PSNC را مجهز می‌کند تا مرزهای اکتشافات علمی را پشت سر بگذارند و پیشرفته‌ترین ابررایانه‌های یکپارچه کوانتومی را پیش ببرند.»
QPU ادغام شده با ABCI-Q محققان AIST را قادر می سازد تا کاربردهای کوانتومی در هوش مصنوعی، انرژی و زیست شناسی را با استفاده از اتم های روبیدیم کنترل شده توسط نور لیزر به شکل کیوبیت برای انجام محاسبات مورد مطالعه قرار دهند. اینها همان نوع اتم هایی هستند که در ساعت های اتمی دقیق استفاده می شوند. هر اتم یکسان است و روشی امیدوارکننده برای دستیابی به یک پردازشگر کوانتومی با دقت بالا در مقیاس بزرگ است.
ماساهیرو هوریبه، معاون مدیر G-QuAT/AIST گفت: «محققان ژاپنی به سمت برنامه های کاربردی محاسبات کوانتومی با استفاده از ابررایانه شتاب دهنده کوانتومی ABCI-Q پیشرفت خواهند کرد. NVIDIA به این پیشگامان کمک می کند تا مرزهای تحقیقات محاسبات کوانتومی را پیش ببرند.
QPU های PSNC محققان را قادر می سازد تا زیست شناسی، شیمی و یادگیری ماشین را با استفاده از دو سیستم فوتونیک کوانتومی PT-1 کشف کنند. این سیستم ها از فوتون های منفرد یا پرتوهای نور در فرکانس های ارتباطی به شکل کیوبیت استفاده می کنند. این امکان ایجاد یک معماری کوانتومی توزیع‌شده، مقیاس‌پذیر و مدولار را با استفاده از مؤلفه‌های ارتباطی استاندارد و خارج از قفسه فراهم می‌کند.
کریستوف کوروسکی، CTO و معاون مدیر PSNC گفت: «همکاری ما با ORCA و NVIDIA به ما این امکان را داده است که یک محیط منحصر به فرد ایجاد کنیم و یک سیستم هیبریدی کوانتومی نئوکلاسیک در PSNC بسازیم. یکپارچه‌سازی و برنامه‌نویسی باز و آسان QPU و چند GPU که به‌طور کارآمد از طریق سرویس‌های کاربر محور مدیریت می‌شوند، برای توسعه‌دهندگان و کاربران بسیار مهم است. فردا اما امروز.”
QPU ادغام شده با JUPITER محققان JSC را قادر می سازد تا برنامه های کوانتومی را برای شبیه سازی های شیمیایی و مسائل بهینه سازی توسعه دهند و همچنین نشان دهند که چگونه ابررایانه های کلاسیک می توانند توسط رایانه های کوانتومی شتاب بگیرند. این با استفاده از کیوبیت های ابررسانا یا مدارهای تشدید الکترونیکی طراحی شده است که می توانند مانند اتم های مصنوعی در دماهای پایین رفتار کنند.
کریستل میکلسن، رئیس گروه پردازش اطلاعات کوانتومی در JSC می‌گوید: «محاسبات کوانتومی توسط ابر محاسبات ترکیبی کوانتومی کلاسیک تقریبی شده است. از طریق همکاری مداوم ما با NVIDIA، محققان JSC زمینه های محاسبات کوانتومی و همچنین شیمی و علم مواد را پیش خواهند برد.
با ادغام دقیق رایانه‌های کوانتومی با ابر رایانه‌ها، CUDA-Q همچنین به محاسبات کوانتومی با هوش مصنوعی برای حل مشکلاتی مانند کیوبیت‌های پر سر و صدا و توسعه الگوریتم‌های کارآمد اجازه می‌دهد.
CUDA-Q یک پلت فرم محاسباتی فوق سریع منبع باز و خنثی QPU است. اکثر شرکت هایی که QPU ها را به کار می برند و بهترین عملکرد را ارائه می دهند، استفاده می شود.
