NVQlink: Nvidia verbindet GPUs mit Quantencomputern
Quantencomputer allein werden wohl auf absehbare Zeit eine Nischenlösung bleiben. Größere Erfolgsaussichten dürften kurz- und mittelfristig hybride Lösungen haben, die klassische und Quantenprozessoren kombinieren. IBM etwa nutzt FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) zur Quantenfehlerkorrektur, Ähnliches hat Nvidia mit seinen GPUs vor. Um deren Kombination mit Quantencomputern zu vereinfachen, hat das Unternehmen Nvqlink vorgestellt(öffnet im neuen Fenster) .
Dabei handelt es sich um eine einheitliche Schnittstelle, über die Cuda-Anwendungen und die Steuersysteme von Quantencomputern kommunizieren können. Genutzt wird dafür die für die Simulation von Quantencomputern entwickelte Bibliothek Cudaq.
So sollen sich beide Systeme ergänzen, neben Quantenfehlerkorrektur sollen etwa Algorithmen zur Kalibration und Steuerung (natürlich mit KI) auf den Blackwell-GPUs laufen können. Quantenprozessoren sollen so effizienter genutzt werden. Auch hybride Anwendungen sind denkbar, bei denen lediglich ein Teil der Berechnungen durch den Quantencomputer erfolgt.
Um mit möglichst vielen Systemen kompatibel zu sein, kooperiert Nvidia mit 17 Herstellern von Quantencomputern und fünf Anbietern von Steuersystemen – Ionq, Quantum Machines und Keysight sind nur die bekanntesten. Eine Reihe von US-Nationallaboren waren an der Entwicklung beteiligt und werden Nvqlink nutzen. Laut Nvidia-CEO Jensen Huang soll das System mit wenig Aufwand GPUs und Quantencomputer zu einem kohärenten System verbinden – und damit eine neue Ära des wissenschaftlichen Rechnens einläuten.
Hohe Bandbreite, niedrige Latenz
Auch wenn der Name es nahelegt, Nvidias schnelles GPU-Netzwerk Nvlink ist nicht die Grundlage von Nvqlink. Dessen Bandbreite von 1.800 GByte/s in der aktuellen fünften Generation überfordert selbst die am besten mit High-Speed-Serdes (Serializer/Deserializer) ausgestatteten FPGAs.
Die sieht Nvidia als Kommunikationspartner(öffnet im neuen Fenster) , die Ansteuerung vieler Quantencomputer erfolgt mittels FPGAs (g+) . Stattdessen setzt Nvqlink wohl auf 400-GBit-Ethernet, das mit leistungsfähigen FPGAs problemlos implementiert werden kann. Dennoch wird eine beachtliche Round-Trip-Time erreicht, sie soll im Idealfall bei unter 4 μs liegen. So lange dauert es mindestens, bis ein FPGA auf ein Datenpaket, das er zu einer GPU schickt, eine Antwort bekommt.