本ブログでも量子コンピュータ向けの新しいGPU量子コンピュータシミュレータであるcuQuantumを紹介してきました。この度産総研のスパコンABCIにこのNVIDIAのcuQuantumを搭載することで世界最速の量子回路シミュレータが出来上がったというニュースをお届けします。しかもこのABCIは法人利用もできるため、試すこともできます。 産総研ABCIを活用し、世界最速の量子回路シミュレーションに成功大規模な量子計算を誰もが試すことができるオープンなクラウド型計算システム実現に向けて前進2022年12月19日<a href="https://www.digiarc.aist.go.jp/publication/quantum/20221219.html#p02" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://www.digiarc.aist.go.jp/publication/quantum/20221219.html#p02</a> Best-in-Class Quantum Circuit Simulation at Scale with NVIDIA cuQuantum ApplianceBy Tom Lubowe and Shinya Morino<a href="https://developer.nvidia.com/blog/best-in-class-quantum-circuit-simulation-at-scale-with-nvidia-cuquantum-appliance/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://developer.nvidia.com/blog/best-in-class-quantum-circuit-simulation-at-scale-with-nvidia-cuquantum-appliance/</a> 「スーパーコンピュータの技術を用いて開発された従来の量子回路シミュレータと比較して、実行時間が3倍向上しました。また、GPUを用いた量子回路シミュレータとしては、世界最大規模である41量子ビットのシミュレーションを実施」とのことです。 40量子ビットまではcomplex128で、41量子ビットはcomplex64で実行して十分な解を求めることができていて、これが環境が用意されて量子向けにチューニングされていないGPUでサクッとつかえてしまうのがやばいですね。40量子ビットの計算を動かすのは従来だとかなり大変でしたが、かなり敷居が下がったといえるのではないでしょうか。 QPE/QAOA/QVとアルゴリズムもNISQからFTQCまでまんべんなく実行されていてかつ高速です。20-30分程度回す必要があった従来のシミュレータでの速度に対して10-15秒ほどで計算が終わってしまうので驚異的と言えます。 また、既存のqiskitのコードそのままでcuQuantumで81倍高速化やFujitsu A64FX CPUで動作するqulacsと比べても対数グラフ上でかなりの高速化が実現されており、現所の世界最速を印象付けています。 また、これに飽き足らず、来年春登場予定のHopper GPUに乗せ換えるだけで、現状のこの速度をさらにH100GPUで2倍にするということがアナウンスされており、もはや化け物クラスの速度となっています。 blueqatでは、cuQuantumを積極的にお勧めしております。GoogleのcirqやIBMのqiskitのコードがそのままバックエンドを変更するだけで動きますし、cuStateVecは国内で作られていることもあり情報が早く世界に先駆けてこのような試みが率先して行われているというとてもメリットもあります。 何よりも個人的に大変応援していますので、ぜひみんなで応援してあげましょう！以上です！

NVIDIAの世界最速量子回路シミュレータ！日本の産総研ABCIスパコンで実行！

Yuichiro Minato