西班牙Qilimanjaro发布集成CUDA-Q的SDK
2026-06-24 09:48
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维度网讯,总部位于巴塞罗那的量子开发者Qilimanjaro Quantum Tech发布QiliSDK 0.2.0版本,这是一款开源Python框架,旨在统一数字门编程与模拟哈密顿量时间演化之间的编程范式。现有的大多数量子软件开发工具包通常只支持单一计算范式,要么编译标准量子电路逻辑,要么管理连续模拟能量调度。QiliSDK 0.2.0构建了一个与后端无关的统一API,研究人员只需编写单一的高级代码库,通过修改一行配置代码,即可在本地CPU、加速GPU或真实的数字及模拟量子处理单元(QPU)之间切换执行。

该框架分为三个操作层:原语层(Primitives)、功能层(Functionals)和后端层(Backends)。原语层提供基础工具包,包含用于数字电路的预构建变分拟设块以及用于模拟系统的连续时间演化调度模块。这些模块输入到核心量子张量类型——名为QTensor的原生C++模块,用于处理高速状态制备、可观测量和部分迹。功能层通过标准化的backend.execute(functional)方法,将变分循环或模拟退火运行等不同例程归一化,该统一接口直接与后端层交互,将计算任务映射到QuTiP等经典模拟器、NVIDIA图形处理器或Qilimanjaro的云链接和本地物理量子计算机上。

为支持大规模量子模拟,Qilimanjaro通过CudaBackend类将NVIDIA CUDA-Q直接集成到框架中。该升级可利用图形卡的并行处理能力跟踪随量子比特数指数增长的量子态,在超过25个量子比特时标准CPU内存限制会迅速耗尽。CUDA-Q包装器自动配置多GPU池化执行并处理高级多节点张量网络收缩。对于模拟操作,后端将时间相关调度转换为优化算子,无需研究人员编写底层CUDA代码,同时将单节点经典超级计算机上的实际态矢量模拟前沿推进到30量子比特及以上。

0.2.0版本引入了统一的噪声建模引擎,可在CPU模拟器和GPU后端一次性定义并统一应用。该系统使用Kraus和Lindblad数学表示处理状态噪声、控制扰动和读出不对称性,确保与数字或模拟硬件配置兼容。该软件还引入了专用原语,包括量子储层和专用输入层,以简化近期模拟硬件的量子储层计算。软件更新还包括OpenQASM 3和Microsoft量子中间表示(QIR)的原生导入和导出连接器,以及使用Rosenberg惩罚函数自动归一化优化项。

该CUDA-Q集成恰逢欧洲混合超级计算基础设施的扩展,多个设施正在部署NVIDIA加速平台以承载混合量子经典工作负载。Qilimanjaro已在EuroHPC Joint Undertaking框架下在巴塞罗那超级计算中心(BSC)安装了三台本地量子计算机,研究人员利用更新的SDK在商用硬件上驱动高保真度模拟。该软件允许高性能计算中心将经典GPU集群与物理模拟芯片相结合,推动欧洲的主权工业智能和清洁能源研究框架。完整框架功能和发布历史可见于QiliSDK 0.2.0公告和发布说明,技术集成工作流程和性能基准可查阅Qilimanjaro CUDA-Q博客文章及其媒体发布门户,相关基础设施背景信息可参考NVIDIA超级计算简报。

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