

这一技术专为实现量子处理器与加速计算平台的集成而设计。它通过将量子处理器与NVIDIA GPU相连,依托CUDA-Q平台构建大规模量子-经典混合计算流程,可实现400Gb/s的GPU-QPU吞吐量,延迟低于4微秒。
目前,日本产业技术综合研究所(AIST)、理化学研究所(RIKEN)、韩国科学技术信息研究院(KISTI)、意大利辛涅卡超级计算中心(CINECA)等机构已携手美国相关设施,共同推进量子与经典硬件的融合,旨在突破量子计算中的控制与纠错难题,助力全新科学发现的诞生。
NVIDIA NVQLink是一款全新的通用互连技术,旨在搭建量子处理器与加速计算系统之间的高速连接通道。目前,这一技术已获得全球十余顶尖超算中心的青睐,覆盖亚洲、欧洲及北美地区,成为推动量子计算研究的关键基础设施。
NVQLink的设计初衷,是充分融合量子计算的模拟优势与GPU计算的可编程性、大规模并行处理能力,助力超级计算机迈向“量子模拟+GPU 并行计算”的融合形态。
在量子-经典混合计算流程中,性能参数至关重要。NVQLink在FP4精度下可实现Petaflops(千万亿次/秒)的AI算力,同时具备400Gb/s的GPU-QPU吞吐量与低于4微秒的延迟。
量子计算公司Quantinuum已通过其Helios量子处理器与NVQLink的集成,成功演示了量子纠错的实时可扩展解码方案——该方案的响应时间仅为67微秒,较2毫秒的性能要求提升了32倍,远超预期标准。
NVQLink采用开放系统架构,可无缝兼容现有量子控制系统与NVIDIA CUDA-Q软件平台。这一特性使其能够支持具备大规模并行处理能力的灵活可配置解码器,并提供易用的实时应用程序接口(API)。借助基于以太网的连接方式,研究人员可随着量子处理器规模扩大与应用场景拓展,轻松实现经典计算资源的弹性扩展。
目前,全球已有十余所超级计算中心宣布采用NVIDIA NVQLink技术,推动量子处理器与加速计算系统的集成。其中,亚洲地区涵盖日本、韩国、中国台湾、新加坡、澳大利亚等国家及地区的超算设施,欧洲与中东地区的相关机构也纷纷加入,与美国国家实验室共同构成全球量子-经典融合计算的研发网络。
这一广泛的行业采纳趋势,标志着混合量子-GPU计算系统已从技术探索阶段迈向规模化应用的关键节点。
从核心性能来看,NVQLink为量子计算提供了关键支撑。FP4精度下40 Petaflops的AI算力、400Gb/s的GPU-QPU吞吐量以及低于4微秒的延迟,三大参数共同保障了复杂量子计算任务的高效运行。Quantinuum的Helios量子处理器通过NVQLink与NVIDIA GPU的协同,成功实现了量子纠错的实时解码——67微秒的响应时间较2毫秒的最低要求快32倍,印证了NVQLink应对复杂量子计算场景的技术实力。
在架构设计上,NVQLink以灵活性和可扩展性为核心优势。其支持的灵活可配置解码器具备大规模并行处理能力,恰好匹配量子纠错这一核心挑战的技术需求。开发者可通过NVIDIA CUDA-Q软件平台中的实时API直接调用这些功能,降低量子-GPU应用的开发门槛,而基于以太网的连接方案,则为研究人员提供了“量子处理器扩展-经典计算资源扩容”的同步实现路径。目前,NVQLink已面向有需求的量子系统构建者和超算中心开放。
未来,超级计算机将是量子-GPU系统——结合两者的独特优势,量子计算机模拟自然的能力以及GPU的可编程性和大规模并行处理能力。
NVIDIA NVQLink作为连接量子处理器与加速计算系统的通用互连总线,交付了卓越的技术规格,包括FP4精度下的40 Petaflops AI算力、400Gb/s的GPU-QPU数据吞吐量以及低于4微秒的延迟。这种高速互连对于混合量子-经典应用至关重要,它能够实现与量子控制系统及NVIDIA CUDA-Q软件平台的紧密集成,并支持用于量子纠错的可扩展实时解码。
该技术已被美国、亚洲和欧洲的十多家超算中心采用,用于推动量子计算的研发。Quantinuum的Helios量子处理器通过NVQLink成功与NVIDIA GPU集成,演示了首个针对qLDPC(量子低密度奇偶校验码)的可扩展实时解码,其67微秒的解码器响应时间比2毫秒的要求快了32倍。
NVQLink的架构设计兼顾了灵活性与可扩展性。利用以太网技术,研究人员可以随着量子应用的发展灵活扩展经典算力。量子构建者和超算中心目前已可获取NVQLink,开发人员能够利用NVIDIA CUDA-Q环境中的实时API,便捷地构建和测试量子纠错方案及量子-GPU混合应用。
NVIDIA NVQLink通过实现量子处理器与NVIDIA GPU的深度融合,为量子纠错技术的实际应用提供了关键支撑。
Quantinuum的Helios量子处理器借助NVQLink与CUDA-Q平台,成功部署了基于qLDPC(量子低密度奇偶校验)码的可扩展实时解码方案,这一突破有效解决了量子计算中的核心难题“噪声干扰”,通过实时纠错保护量子信息的稳定性,其67微秒的响应时间较2毫秒的行业要求提升32倍,实现了量子纠错技术从理论到实践的关键跨越。
NVQLink的性能参数专为先进量子纠错场景设计。400Gb/s的高速吞吐量与低于4微秒的低延迟,为实时纠错提供了硬件基础,而NVIDIA CUDA-Q平台中的实时API,则简化了开发者对这些性能的调用流程,降低了量子-GPU应用的开发与测试难度。此外,基于以太网的连接架构使研究人员能够根据量子处理器的规模扩展,灵活扩容经典计算资源,为量子纠错技术的规模化应用扫清了障碍。
目前,采用NVQLink推进量子计算研究的全球超算中心已形成广泛覆盖,除美国布鲁克海文国家实验室、日本理化学研究所等国家级科研设施外,意大利辛涅卡超级计算中心、澳大利亚波西超级计算研究中心等机构也纷纷加入,均致力于通过量子-经典混合计算流程的优化,挖掘量子计算在科学研究、产业创新等领域的应用潜力。