ИИ берет под контроль квантовые компьютеры

Компания NVIDIA объявила о запуске Ising – первого в мире семейства моделей искусственного интеллекта с открытым исходным кодом, специально созданных для ускорения разработки квантовых компьютеров. Решая две самые большие проблемы: калибровку квантового процессора и коррекцию квантовых ошибок – NVIDIA Ising делает значительный шаг на пути к повышению надежности и масштабируемости квантовых систем.

Квантовые вычисления уже давно обещают значительные возможности, однако масштабирование систем до уровня реального использования остается ограниченным из-за нестабильности кубитов и высокого уровня ошибок. NVIDIA рассматривает ИИ как критически важный уровень управления, способный стабилизировать и оптимизировать эти системы.

По словам основателя и генерального директора NVIDIA Дженсена Хуанга (Jensen Huang), искусственный интеллект является ключом к практическому использованию квантовых вычислений. Он описал модели Ising как технологию, превращающую ИИ в “плоскость управления – операционную систему квантовых машин”, обеспечивая более надежные и масштабируемые квантово-GPU системы.

Семейство моделей Ising включает два основных компонента:

1. Ising Calibration – визуально-языковая модель (VLM) с 35 миллиардами параметров, способная интерпретировать данные измерений квантовых процессоров (включая экспериментальные графики) и автоматизировать процессы калибровки, часто в связке с ИИ-агентами. Задачи, которые раньше занимали дни, теперь могут выполняться всего за несколько часов. Модель превосходит другие решения по результатам специализированного бенчмарка квантовой калибровки (QCalEval).
2. Ising Decoding – пара 3D сверточных нейронных сетей (примерно 0,9 млн и 1,8 млн параметров), оптимизированных для коррекции квантовых ошибок в реальном времени в качестве предварительного декодера для поверхностных кодов. Эти модели обеспечивают до 2,5 раза более высокую скорость и до 3 раз лучшую точность (более низкие показатели логических ошибок), в сравнении с традиционными подходами, такими как pyMatching (при использовании в гибридной конфигурации).

Вместе эти инструменты решают две наиболее критические задачи в разработке квантовых систем: точную калибровку и снижение уровня ошибок.

Модель NVIDIA Ising выпущена под открытой лицензией (NVIDIA Open Model License), которая позволяет исследователям и предприятиям обучать, настраивать и разворачивать модели с использованием собственных данных, сохраняя полный контроль над своей инфраструктурой.

Эти модели уже применяются широким кругом организаций, среди которых ведущие научно-исследовательские институты, национальные лаборатории и компании, занимающиеся квантовыми технологиями (например, Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми, Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли, IonQ, Atom Computing, Гарвардский университет и другие).

Ising беспрепятственно интегрируется в более широкую платформу квантовых вычислений NVIDIA, включая программную среду CUDA-Q и аппаратный интерфейс NVQLink. Компания также предоставляет предварительно обученные модели, обучающие наборы данных, задокументированные рабочие процессы (“cookbooks”) и микросервисы NVIDIA NIM для упрощения развертывания и настройки.

Такой полнофункциональный подход позволяет создавать гибридные квантово-классические вычислительные системы, в которых графические процессоры и квантовые процессоры работают совместно для управления и вычислений в реальном времени.