NVIDIA NVQLink
Calcolo accelerato in tempo reale per ogni processore quantistico.
Panoramica
Integrazione delle QPU con la piattaforma di riferimento NVIDIA NVQLink
L'architettura per piattaforma aperta NVIDIA® NVQLink™ integra strettamente l'hardware quantistico con il calcolo accelerato all'avanguardia per alimentare lo sviluppo di unità di elaborazione quantistica (QPU) su vasta scala. Utilizzando le API in tempo reale all'interno della piattaforma software NVIDIA CUDA-Q™, i ricercatori possono facilmente sfruttare NVQLink per le connessioni a bassa latenza e ad alto throughput necessarie per eseguire attività di controllo come la calibrazione e la correzione degli errori quantistici (QEC). Le QPU dotate di NVQLink consentono agli operatori di QPU di unificare le risorse di calcolo quantistiche e accelerate per sviluppare applicazioni quantistiche ibride.
Crea applicazioni in tempo reale con accesso alla QPU mediante CUDA-Q
L'API in tempo reale CUDA-Q consente agli sviluppatori di sfruttare la connessione a bassa latenza e ad alto throughput di NVQLink all'hardware quantistico. Una semplice chiamata API per funzione remota all'interno del modello di programmazione basato su kernel di CUDA-Q consente di accelerare le applicazioni ibride e sviluppare flussi di lavoro QEC scalabili.
Rigetti Computing
In evidenza
Prestazioni elevate in tempo reale
1 Con densità.
Carichi di lavoro
Ottimizzato per il calcolo quantistico su larga scala e in tempo reale
Accelerare il flusso di lavoro quantistico, dalla calibrazione alla piena tolleranza agli errori.
Vantaggi
NVQLink e CUDA-Q
Insieme, NVQLink e CUDA-Q forniscono una piattaforma per le applicazioni quantistiche con correzione degli errori.
Programmabile
Sviluppare e distribuire applicazioni corrette per gli errori sulla QPU utilizzando le librerie CUDA-Q estensibili per QEC e altro ancora.
Interoperabile
Lavora con tutti i principali controllori quantistici e le modalità di processori quantistici.
Alte prestazioni
Sposta terabit al secondo (Gb/s) di dati tra il controllore quantistico e l'host di calcolo con la rete più scalabile e a bassa latenza del settore.
A prova di futuro
Entra a far parte di un ecosistema software in rapida ascesa per il supercalcolo quantistico accelerato.
Fornitori
Ecosistema NVQLink
Risorse
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FAQ
NVQLink è un'architettura di piattaforma per accoppiare strettamente un server accelerato da GPU a un'unità di elaborazione quantistica (QPU).
NVQLink soddisfa due esigenze:
- Offre calcolo accelerato a latenze in tempo reale per i sistemi QPU, scaricando le attività di calibrazione e controllo impegnative dal punto di vista computazionale, come la correzione degli errori quantistici (QEC).
- Offre uno stack tecnologico standard per il supercomputer o il data center che ospita la QPU, consentendo ai programmatori di scrivere facilmente applicazioni quantistiche ibride.
Gli elementi che definiscono l'architettura NVQLink sono:
- Host in tempo reale: un server accelerato da GPU in grado di eseguire codice CUDA.
- Quantum System Controller (QSC): un sistema che esegue il controllo e la lettura quantistica coerente su un sistema quantistico, in genere un'unità di elaborazione quantistica (QPU).
- Rete in tempo reale: una rete che collega l'host in tempo reale al QSC. NVIDIA fornisce un'architettura di riferimento, ma gli integratori possono fornire il proprio stack di rete.
- API cudaq-realtime: una libreria di runtime di CUDA-Q che consente ai programmatori di fare riferimento ai dispositivi (CPU, GPU, FPGA) nell'host in tempo reale e nel QSC e di coordinare il lavoro tra di essi. Gli sviluppatori possono basarsi sull'architettura NVQLink usando anche altri software oltre a CUDA-Q, in ogni caso il sistema deve supportare l'API cudaq-realtime.
La validazione di un sistema NVQLink è eseguita da una funzione della libreria cudaq-realtime che misura la latenza di andata e ritorno di un callback QSC-Host. L'implementazione riconosciuta di questo benchmark è fornita nel repository open source CUDA-Q ed esercita la funzionalità principale di cudaq-realtime. Poiché cudaq-realtime è la modalità supportata per creare applicazioni in tempo reale su NVQLink, la sua API è necessaria per la compatibilità con NVQLink.
Gli utenti di NVQLink possono scegliere tra molte opzioni per l'host in tempo reale, il Quantum System Controller e la rete in tempo reale. NVIDIA fornisce un'implementazione di riferimento per la rete in tempo reale e le architetture di rete di terze parti sono compatibili se supportano la libreria cudaq-realtime.
L'architettura di riferimento per la rete NVQLink è basata su una forma di Ethernet ad altissime prestazioni e diffusa chiamata RoCE e presenta i seguenti elementi:
- IP Holoscan Sensor Bridge (HSB): un core FPGA open source che il costruttore del QSC può facilmente integrare nel proprio firmware FPGA, senza rivelare l'IP.
- ConnectX NIC: una scheda di interfaccia di rete standard NVIDIA installata sull'host in tempo reale.
- SDK DOCA e HSB: uno stack di rete ad accesso aperto sull'host in tempo reale per definire i verb RoCE e facilitare le definizioni di kernel ottimizzati.
Switch Spectrum-X (opzionale): se necessario, uno switch ethernet per espandere il radix di rete e aggregare i dati all'host in tempo reale da numerosi punti del QSC.
Esistono molti tipi di QPU e varie funzioni che i creatori e gli utenti di QPU potrebbero voler scaricare sull'host in tempo reale con requisiti molto diversi in fatto di tempi di risposta. Per questo motivo, non prescriviamo un numero di latenza specifico.
NVQLink definisce un benchmark comune e open source per far sì che tutti i sistemi compatibili offrano una latenza di rete trasparente e riproducibile, consentendo agli utenti di selezionare la soluzione migliore per le proprie esigenze.
Nel contesto di NVQLink, l'host in tempo reale è destinato a eseguire calcoli a latenza critica per supportare la correzione degli errori quantistici (QEC) e l'autocalibrazione online della QPU. Questi carichi di lavoro hanno requisiti di latenza che vanno dall'ordine del millisecondo al microsecondo su vari tipi di QPU, ma, a prescindere dal tipo di QPU, questi carichi di lavoro sono essenziali per massimizzare le prestazioni e il tempo di attività delle QPU.
Gli host in tempo reale NVQLink sono disponibili presso i nostri partner, ciascuno dei quali con varie offerte. Chiedi al tuo fornitore la latenza in tempo reale CUDA-Q supportata.
Anche la creazione di un host in tempo reale richiede il supporto del QSC connesso. Verifica che il tuo fornitore QSC supporti l'aggiornamento.
Puoi convertire un server esistente compatibile con CUDA in un host in tempo reale NVQLink se ti assicuri che i componenti di rete in tempo reale siano installati: un NIC NVIDIA ConnectX o BlueField e cudaq-realtime (disponibile dopo marzo 2026 nel repository cuda-quantum).
Un host in tempo reale connesso a un QSC compatibile viene validato utilizzando il benchmark di latenza del callback in tempo reale CUDA-Q.
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