NVIDIA Ising
オープン AI モデル、トレーニング フレームワーク、データセット、ワークフローを NVIDIA プラットフォームに導入し、量子 GPU スーパーコンピューティングを実現します。
概要
AI で量子コンピューティングのブレイクスルーを加速する
量子コンピューティングの規模拡大には最先端の AI が必要ですが、量子コンピューティング コミュニティにとっては専用モデルはまだ手の届かない状況にあります。
NVIDIA Ising は、これらの不足していたツールを NVIDIA 量子プラットフォームに導入し、量子エコシステム全体で利用できるようにします。 このオープンソースの AI モデル ファミリーは、量子プロセッサの高速チューニングを自動化する Ising Calibration や、量子エラー訂正に必要なリアルタイム デコードを高速化する Ising Decoding をはじめ、主要な量子ワークロードを網羅しています。 すべてのモデルは、事前学習済みであり、再トレーニング、ファインチューニング、デプロイのためのガイドライン、データ、ツールが含まれています。
動画
量子 GPU スーパーコンピューティングに不足しているツールセット
NVIDIA Ising は、NVIDIA 量子 GPU スーパーコンピューティング プラットフォームに専用の AI をもたらすものであり、NVIDIA® CUDA-Q™ ソフトウェア プラットフォームと NVQLink™ ハードウェア相互接続を補完します。
AI が主要な量子ワークロードのブレイクスルーを推進する仕組みと、NVIDIA Ising がそれを量子コンピューティングのエコシステムに導入する手法をご覧ください。
モデル
量子プロセッサ開発向け AI
NVIDIA Ising Calibration
この種で初となる 35B パラメーターのオープン Vision Language Model は、QPU の実験データからキャリブレーション アクションを推論するようにファインチューニングされています。 キャリブレーション パフォーマンスを測定する 6 つのテスト群で、他のすべてのモデルを上回り、エージェントと簡単に連動し、QPU キャリブレーションを完全に自動化します。
NVIDIA Ising Decoding
（0.9M または 1.8M のパラメーターを持ち）高速かつ正確になるよう最適化された、事前デコードを実行するためのオープンな 3D CNN モデルのペア。Ising Decoding は、任意の距離の表面符号に対して脱分極ノイズモデルで動作するモデルを同梱しており、PyTorch と CUDA-Q を通じてあらゆるノイズ モデルをサポートする新しいトレーニング フレームワークを含んでいます。
利点
量子コンピューティングが待ち望んでいた AI ツール
高いパフォーマンス
高いパフォーマンスを維持しながら、従来のソルバーと比較して大幅な高速化を達成します。 Ising Calibration は、6 つのテスト群で他のすべてのアプローチを上回り、Ising Decoding は、速度が 2.5 倍、精度が 3 倍向上し、現状の最高水準を超えます。 詳細については、モデル アーキテクチャの論文をお読みください。
オープン
NVIDIA Ising は、寛容なライセンス、および文書化されたデータの出所、トレーニング手法、データセット、モデルのファインチューニングと量子化のためのツールと共に公開されました。 開発者は独自のハードウェアに合わせて、あるいは独自のデータを利用してトレーニングしたり、ファインチューニングしたりできます。
信頼性と検証済みの品質
NVIDIA Ising モデルは、堅牢な検証、物理的整合性、および不確かさの定量化 (UQ) を提供します。すべてのモデルは、信頼性の高いベースラインに基づいて定義された、透明性と再現性のあるベンチマークで評価されています。 定義と結果については、ベンチマーク ペーパーをご覧ください。
使いやすさ
モデルは一般的なユース ケースを想定して事前学習されており、ワークフローのクックブックは、特定のユース ケースに合わせてモデルをトレーニングまたはファインチューニングするための簡単な手順を領域専門家に示すものとなっています。 NVIDIA NIM™ マイクロサービスも、セットアップはすぐに完了します。
ユース ケース
主要な量子ワークロード向け AI
NVIDIA Ising ファミリは、大規模な量子プロセッサの開発と運用のための 2 つの主要なワークロードを AI で高速化します。
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量子エラー訂正
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制御とキャリブレーション
量子エラー訂正
量子プロセッサが動作するには、量子ビット エラーを量子エラー訂正コードで継続的に訂正する必要があります。 そのためには、テラバイト級の量子ビット測定データを、負荷の高い (古典的な) デコーディング アルゴリズムによって毎秒数千回処理する必要があります。 NVIDIA Ising は、デコードにすぐに利用できる AI ソリューションを提供することで、これを可能にします。
制御とキャリブレーション
量子プロセッサの正常な動作を維持するには、継続的に調整し、ハードウェアの不完全性やズレに対応する必要があります。現行のキャリブレーション手法は、人手による介入や単純なアルゴリズムに依存しているため、スケーラビリティも速度も十分ではありません。 NVIDIA Ising Calibration は、量子ハードウェアの状態を速やかに解釈できるオープン モデルを提供し、エージェントと接続することでその補正を自動化します。
次のステップ
NVIDIA Ising を基盤に構築
NVIDIA Ising のツール、モデル、データセットを利用し、量子ビットを有用な量子アプリケーションにスケールするために必要なブレイクスルーを実現してください。
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