同一晶片，雙重革命：GPU在AI和量子計算的嶄新前景

GPU，既能支援大規模人工智慧計算，現在也能夠支援一些量子軟體，各家公司都在密切關注這個發展趨勢。

GPU已經改變了人工智慧的格局，現在也準備投身量子計算領域，儘管量子技術尚未成熟，但許多公司已經找到可以在與人工智慧相同的晶片上，運行複雜的量子演算法。近年來，由於GPU和其他先進晶片提供的計算能力不斷增強，模擬量子過程的規模也在不斷擴大。

量子計算雲公司Sandbox AQt的CEO傑克·希達里（Jack Hidary）表示：「以前大家都認為這不可能。現在，我們不必等待量子電腦了，我們在GPU上運行量子方程和量子軟體，而非使用量子電腦，確實是一重大突破。」GPU是專門設計用來訓練和運行人工智慧演算法的晶片，在生成式人工智慧領域發揮了關鍵作用，亞馬遜和谷歌等公司也製造了人工智慧晶片，而GPU製造商Nvidia在2023年市值突破了一兆美元。

Nvidia的高性能計算與量子計算主管蒂莫西·科斯塔(Timothy Costa)表示，「量子演算法非常適合在GPU上運行，主要是因為GPU具備處理複雜數學和高頻寬記憶體等任務的能力。量子演算法雖然在問題解決方法上與經典演算法有本質上的區別，但在特定情況下，如模擬分子行為和優化問題等方面，也仍然有效。」

目前存在的小型量子電腦，運行在量子處理單元（QPU）上，可以進行某些量子演算法，但技術仍然處於早期階段，機器的錯誤率仍然很高。科斯塔表示，近年來，在量子模擬應用領域，GPU的應用經歷了爆炸式增長。

量子技術提供商Terra Quantum的創始人、董事長兼CEO馬克斯‧福利許(Markus Pflitsch)表示：「企業過去曾嘗試在原生量子晶片上運行純粹的量子演算法，現在他們真正感興趣的是如何透過技術提升業績。」模擬可以加速研究進展，有時甚至能比傳統計算方法提供更好的結果，希達里表示。

Sandbox AQt本月宣佈與電池材料和技術公司NOVONIX合作，利用量子模擬來模擬鋰離子電池中的離子行為。NOVONIX總部位於澳大利亞布里斯班，此項合作能夠開發出新的機器學習模型，準確預測鋰離子電池的壽命。希達里表示，電動汽車正將鋰離子電池供應推向極限，利用這些知識，最終目標是實現新型電池化學。

福利許表示，模擬在運行複雜演算法方面存在一些限制，未來的量子電腦可能會提供比模擬更好的性能和可擴展性。IDC的研究經理和量子計算研究主管希瑟·韋斯特（Heather West）表示，當量子硬體成熟時，模擬可能會面臨存續危機，儘管模擬是否真的會變得過時或繼續提供某些價值仍然未知。
科斯塔表示，GPU計算在未來的量子電腦中仍然可能發揮重要作

用，包括進行錯誤校正。他說：「GPU計算將在整個量子計算的生命週期中仍然扮演重要角色。」



參考資料：https://www.wsj.com/articles/gpus-transformed-ai-now-theyre-here-for-quantum-b4ecbeeb?mod=business_feat8_entrepreneurship_pos1