Nvidia commence le déploiement mondial de CUDA-Q

Nvidia a expliqué comment ses puces accélèrent l'innovation dans le secteur du calcul haute performance (HPC), en particulier pour les systèmes basés sur l'IA qui stimuleront le progrès scientifique grâce au supercalcul.

Le fabricant de puces a également annoncé son intention d'accélérer ses efforts en matière d'informatique quantique dans les centres nationaux de calcul quantique du monde entier, notamment en installant sa plate-forme open source CUDA-Q sur des sites du monde entier.

Le calcul haute performance est au cœur de la recherche scientifique avancée, nous aidant à obtenir des informations approfondies sur le monde à grande échelle, en particulier pour les modèles atmosphériques et océaniques qui nécessitent des simulations d’IA. Une puissance de calcul extrême est également nécessaire dans des domaines tels que les matériaux et les sciences de la vie, comme la biopharmaceutique et la découverte de médicaments, car les exigences informatiques des équations complexes et de la modélisation dépassent rapidement les systèmes traditionnels.

La plate-forme CUDA-Q de Nvidia est un élément clé de ses efforts en matière d'informatique quantique, intégrant étroitement des unités de traitement quantique (QPU) avec des superordinateurs pour une informatique quantique plus efficace. Cette approche hybride quantique-classique du calcul intensif accéléré résout non seulement les problèmes de bruit quantique, mais permet également le développement d’algorithmes plus efficaces, ce qui est crucial pour piloter des applications pratiques d’informatique quantique.

NVIDIA accélère l'informatique quantique mondiale

Lors de la Conférence internationale sur le calcul intensif (ISC High Performance) à Hambourg, en Allemagne, en 2024, Nvidia a annoncé que neuf nouveaux supercalculateurs dans le monde utilisent ses superpuces Grace Hopper, fournissant collectivement 200 exaflops (200 quintillions de calculs par seconde) de puissance de calcul. Nvidia affirme que ce système est deux fois plus économe en énergie que les systèmes x86 et les GPU.

Dion Harris, responsable de la mise sur le marché accélérée des centres de données chez Nvidia, a déclaré lors d'un point de presse que la super puce Grace Hopper représente 80 % des ventes de puces Hopper. Il a expliqué : « Ce qui est passionnant, c'est qu'il exploite les nouvelles fonctionnalités de cette architecture CPU et GPU étroitement couplées pour offrir des performances exceptionnelles pour le calcul haute performance (HPC) et l'intelligence artificielle (IA). »

Le premier supercalculateur européen Grace Hopper à être mis en ligne est Alps, situé au Centre national suisse de calcul scientifique et construit par Hewlett Packard Enterprise (HPE). Il comprend 10,000 20 superpuces Grace Hopper, fournissant XNUMX exaflops de puissance de calcul IA. Le rôle du supercalculateur Alps est de faire progresser la modélisation météorologique et climatique ainsi que la science des matériaux.

Le déploiement de ces supercalculateurs représente une avancée majeure dans le domaine du calcul haute performance et de l’IA, qui devrait avoir de profondes répercussions dans de nombreux domaines de la recherche scientifique. Grâce à ces plates-formes informatiques avancées, les chercheurs seront en mesure de traiter plus rapidement des tâches informatiques complexes, favorisant ainsi les découvertes scientifiques et les innovations technologiques. Dans le même temps, l'efficacité énergétique de ces plates-formes de calcul haute performance reflète les efforts et les réalisations de Nvidia dans la conception de solutions de calcul intensif économes en énergie.

Les sites de calcul intensif en Allemagne, au Japon et en Pologne utiliseront la plate-forme pour alimenter les unités de traitement quantique (QPU) au sein de leurs systèmes informatiques hautes performances accélérés par Nvidia.

Les QPU sont le « cerveau » des ordinateurs quantiques, effectuant des calculs en exploitant le comportement de particules telles que des électrons ou des photons, d'une manière différente des processeurs traditionnels, permettant potentiellement d'effectuer certains types de calculs plus rapidement. Contrairement aux bits d'information ordinaires qui ne peuvent être que 1 ou 0, les bits quantiques (qubits) peuvent exister dans un état incertain, étant simultanément 1 et 0. En conséquence, les processeurs quantiques peuvent effectuer des calculs plus rapidement que les processeurs traditionnels. Cependant, cela signifie également que les algorithmes conçus pour les processeurs quantiques doivent être capables de gérer ces états « potentiels » incertains, tout en gérant également le bruit et les erreurs potentielles.

Le Jülich Supercomputing Center (JSC) du Forschungszentrum Jülich (FZJ) en Allemagne installe des QPU fabriqués par IQM Quantum Computers en complément de son supercalculateur Jupiter, alimenté par les superpuces Nvidia GH200 Grace Hopper. Jupiter est le premier supercalculateur exascale d'Europe et sera équipé de 24,000 200 superpuces Nvidia GHXNUMX.

L'Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) ajoute des QPU de QuEra à son supercalculateur ABCI-Q, qui devrait être déployé au début de l'année prochaine et doté également de 2,000 100 GPU Nvidia HXNUMX conçus pour une intégration future avec le matériel quantique.

Le Poznan Supercomputing and Networking Center (PSNC) en Pologne a également installé deux QPU photoniques fabriqués par la société britannique PsiQuantumComputing, qui sont connectés à une nouvelle partition de supercalculateur pilotée par Nvidia H100.

Tim Costa, responsable de la division Calcul quantique et haute performance (HPC) de Nvidia, a déclaré que l'informatique quantique pratique sera réalisée grâce à l'intégration étroite de l'informatique quantique avec le supercalcul GPU. La plate-forme d'informatique quantique de Nvidia fournit à des pionniers comme l'AIST au Japon, la JSC en Allemagne et le PSNC en Pologne les outils nécessaires pour repousser les limites de la découverte scientifique et faire progresser les frontières du calcul intensif quantique intégré.

Applications d'informatique quantique

Les chercheurs de l'AIST utiliseront les QPU intégrés à ABCI-Q pour étudier les applications quantiques dans les domaines de l'intelligence artificielle, de l'énergie et de la biologie, en utilisant des atomes de rubidium contrôlés par laser comme qubits pour le calcul. Ces atomes sont les mêmes que ceux utilisés dans les horloges atomiques de précision, chaque atome étant identique, ce qui constitue une approche prometteuse pour réaliser des processeurs quantiques à grande échelle et haute fidélité.

Masahiro Horibe, directeur adjoint de G-QuAT/AIST au Japon, a déclaré que les chercheurs japonais utiliseront le supercalculateur accéléré quantique classique ABCI-Q pour progresser dans les applications pratiques de l'informatique quantique, Nvidia aidant ces pionniers à repousser les limites de la recherche sur l'informatique quantique. .

Les unités de quantification quantique du PSNC permettront aux chercheurs d'explorer la biologie, la chimie et l'apprentissage automatique à l'aide de deux systèmes photoniques quantiques PT-1. Ces systèmes utilisent des photons uniques ou des impulsions lumineuses à des fréquences de télécommunication comme qubits, ce qui permet des architectures quantiques distribuées, évolutives et modulaires utilisant des composants de télécommunication standard disponibles dans le commerce.

Krzysztof Kurowski, CTO et directeur adjoint de PSNC, a déclaré : « La collaboration avec ORCA et Nvidia nous permet de créer un environnement unique et de construire un nouveau système hybride quantique-classique au PSNC. Les multiples QPU et GPU ouverts, faciles à intégrer et à programmer, ainsi que la gestion efficace des services centrés sur l'utilisateur, sont cruciaux pour les développeurs et les utilisateurs. Cette étroite collaboration ouvre la voie à la prochaine génération de supercalculateurs à accélération quantique pour de nombreux domaines d’application innovants, non pas demain mais aujourd’hui.

Les QPU intégrés au supercalculateur Jupiter permettront aux chercheurs du JSC de développer des applications quantiques pour les simulations chimiques et les problèmes d'optimisation, ainsi que de démontrer comment les ordinateurs quantiques peuvent accélérer les supercalculateurs classiques. Ils sont construits à partir de qubits supraconducteurs ou de circuits de résonance de spin électronique qui peuvent être conçus pour se comporter comme des atomes artificiels à basse température.

Kristel Michielsen, responsable du groupe de traitement de l'information quantique chez JSC, a déclaré : « Le supercalcul accéléré hybride quantique-classique rapproche l'informatique quantique. Grâce à une collaboration continue avec Nvidia, les chercheurs du JSC feront progresser l’informatique quantique ainsi que la chimie et la science des matériaux.

CUDA-Q est une plate-forme de supercalcul accéléré quantique classique open source, indépendante de QPU, utilisée par la plupart des entreprises déployant des QPU et offrant des performances de premier ordre.

La super puce de NVIDIA s'attaque au changement climatique

Nvidia a déclaré que les systèmes basés sur ses superpuces Grace Hopper, déployés dans neuf centres de calcul intensif, accéléreront le rythme de la recherche et des découvertes scientifiques. Ces nouveaux supercalculateurs basés sur Grace Hopper comprennent :

• EXA1-HE : Situé en France, proposé par le Commissariat aux Energies Alternatives et à l'Energie Atomique (CEA) et Eviden (filiale du Groupe Atos). Le supercalculateur EXA1-HE est basé sur la technologie BullSequana XH3000 d'Eviden, doté d'un nouveau système de refroidissement à eau chaude breveté, et est équipé de 477 nœuds de calcul alimentés par Grace Hopper.
• Helios : Situé au Centre informatique académique Cyfronet en Pologne.
• Alpes : Au Centre national suisse de calcul scientifique, assuré par Hewlett Packard Enterprise (HPE).
• Jupiter : Situé au Centre de calcul intensif de Jülich en Allemagne.
• DeltaAI : au National Center for Supercomputing Applications de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign.
• Miyabi : Au Centre commun pour le calcul avancé de haute performance au Japon, créé conjointement par le Centre des sciences informatiques de l'Université de Tsukuba et le Centre des technologies de l'information de l'Université de Tokyo.

En outre, Nvidia a annoncé que les systèmes Isambard-AI et Isambard 3 de l'Université de Bristol au Royaume-Uni, ainsi que les systèmes du Los Alamos National Laboratory et du Texas Advanced Computing Center aux États-Unis, sont devenus les derniers à adopter le processeur Grace basé sur Arm de Nvidia. superpuces et plateforme Grace Hopper.

« L’IA accélère la recherche sur le changement climatique, accélère la découverte de médicaments et génère des percées dans de nombreux autres domaines. Les systèmes alimentés par Nvidia Grace Hopper deviennent un élément important du calcul haute performance car ils transforment les industries tout en augmentant l'efficacité », a déclaré Ian Buck, vice-président de Nvidia pour Hyperscale et High Performance Computing, dans un communiqué.

Le déploiement de ces supercalculateurs marque une avancée significative dans le domaine du calcul haute performance et de l’intelligence artificielle, qui devrait avoir de profondes répercussions dans de nombreux domaines de la recherche scientifique, notamment le changement climatique, la découverte de médicaments, l’analyse des données et la science des matériaux. Grâce à ces plates-formes informatiques avancées, les chercheurs seront en mesure de traiter plus rapidement des tâches informatiques complexes, ce qui signifiera une amélioration substantielle de notre capacité à résoudre certains des problèmes les plus complexes au monde, conduisant à des découvertes scientifiques et à des innovations technologiques.

Intelligence artificielle souveraine

Le concept d'IA souveraine souligne l'importance de la propriété et du contrôle d'une nation sur les données, les infrastructures et la main-d'œuvre pour favoriser l'innovation tout en préservant les intérêts stratégiques et culturels. À mesure que la reconnaissance mondiale de l’importance de l’IA souveraine s’approfondit, les pays accélèrent le développement de supercalculateurs plus efficaces, alimentés par l’IA.

Nvidia a présenté la superpuce GH200, combinant ses architectures CPU Grace basées sur Arm et GPU Hopper à l'aide de la technologie d'interconnexion NVLink-C2C de Nvidia, devenant ainsi le moteur puissant derrière les centres de calcul scientifiques mondiaux. De nombreux centres visent à passer de l’installation du système à la recherche scientifique réelle en quelques mois plutôt qu’en quelques années.

La première phase d'Isambard-AI comprend un supercalculateur HPE Cray EX2500 équipé de 168 superpuces Nvidia GH200, ce qui en fait l'un des supercalculateurs les plus efficaces jamais créés. Lorsque les 5,280 32 superpuces Nvidia Grace Hopper restantes arriveront au National Composite Center de l'Université de Bristol cet été, leurs performances devraient être multipliées par environ XNUMX.

« Isambard-AI positionnera le Royaume-Uni comme un leader mondial de l'IA et contribuera à stimuler l'innovation scientifique ouverte au pays et à l'étranger. En collaboration avec Nvidia, nous avons achevé la première phase du projet en un temps record et, une fois terminé cet été, nous verrons un bond de performance considérable pour faire progresser des domaines tels que l'analyse des données, la découverte de médicaments et la recherche sur le climat », a déclaré le professeur Simon McIntosh-Smith du Université de Bristol.

Ces développements renforcent le leadership du Royaume-Uni en matière de supercalcul et d'IA et soulignent l'importance de Sovereign AI dans la conduite des découvertes scientifiques et des innovations technologiques. Grâce à une infrastructure aussi performante, les chercheurs seront en mesure de résoudre plus rapidement des problèmes scientifiques complexes et de mener des recherches révolutionnaires à l’échelle mondiale.