英伟达推出CUDA-Q Logical，加速容错量子计算研发

英伟达近日扩展其开源CUDA-Q平台，正式推出CUDA-Q Logical。作为面向容错量子计算的编排层，该工具旨在协助研究人员利用逻辑量子比特设计、测试及验证量子系统应用。

CUDA-Q Logical允许研究人员协调算法、纠错方法、硬件架构等关键组件，支持团队在不同配置间切换并评估性能。英伟达指出，该方案主要服务于药物发现、金融建模和材料开发等高价值场景。

容错量子计算通过逻辑量子比特降低物理量子比特的错误率，以支撑大规模实际应用。然而，算法或硬件的变动往往会影响资源需求。英伟达量子计算副总裁兼总经理Timothy Costa表示：“量子计算正步入逻辑量子比特时代。”他强调，研究人员亟需一个能代表容错系统各部分的开放平台。

目前，费米国家加速实验室（Fermilab）、Infleqtion、IQM Quantum Computers、QCDesign Quantum Motion以及桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）已投入使用CUDA-Q Logical。

Iceberg Quantum利用该平台为Diraq公司的硅自旋量子比特建模容错架构。模拟结果显示，1,000个逻辑量子比特仅需15万个物理量子比特，约为Diraq此前预估值的十分之一。

费米实验室则利用该平台评估不同方法下的物理量子比特、运行时间及资源需求，成功将容错算法的开发周期从五个月压缩至三周。英伟达称，这实现了七倍的速度提升。

此外，英伟达将由桑迪亚国家实验室开发的QUOPS基准测试纳入CUDA-Q。QUOPS提供一种与硬件无关的方法，用于衡量向实用规模量子计算应用的进展，并比较不同容错量子系统的表现。

桑迪亚实验室已发布基于谷歌、IBM和Quantinuum量子处理单元（QPU）的早期QUOPS结果，相关参考实现可通过CUDA-Q获取。与此同时，Anyon Computing和Quandela等公司正通过英伟达NVQLink架构，将量子处理器与GPU超级计算机集成。

目前，CUDA-Q Logical已在GitHub上线，英伟达亦公开了QUOPS代码库。