·英偉達公布基于Grace CPU超級芯片的超級計算機，計劃與德國于利希超算中心合作開發混合經典-量子超級計算機，使量子計算更接近現實，還將與羅爾斯·羅伊斯等公司合作，將量子計算用在噴氣發動機計算流體動力學領域并取得進展。這三項技術進展都被用于推動科學發現。

當地時間5月21日，英偉達在德國漢堡舉行的國際超算大會（ISC，歐洲最大的高性能計算會議）上公布了超級計算機和量子計算方面的三項最新進展。

英偉達公布了一個基于Grace CPU（中央處理器）超級芯片的超級計算機，并表示這將是全世界最環保的3臺超級計算機之一。

另外，英偉達計劃與德國于利希超算中心（JSC）合作開發混合經典-量子超級計算機，使量子計算更接近現實。該公司還將與羅爾斯·羅伊斯（Rolls Royce）等公司合作，將量子計算用在噴氣發動機計算流體動力學領域。

值得注意的是，這三項技術進展都被用于推動科學發現。

Isambard 3推動醫學和科學研究

最新公布的超級計算機Isambard 3位于英國布里斯托和巴斯科學園。作為英國GW4科研聯盟的一部分，該項目由布里斯托大學、巴斯大學、卡迪夫大學和埃克塞特大學（四校組成GW4科研聯盟）牽頭。第一臺Isambard也有GW4聯盟的身影，由其與Cray公司、英國氣象局于2018年聯合建造，是歐洲第一臺基于ARM指令集兼容架構處理器的超級計算機。

超級計算機Isambard 3由布里斯托大學、巴斯大學、卡迪夫大學和埃克塞特大學（四校即組成GW4科研聯盟）牽頭。

Isambard 3將配備384顆基于Arm架構的英偉達Grace CPU超級芯片，用于推動醫學和科學研究。它將能夠創建風電場和聚變反應堆等超復雜結構的詳細模型，以幫助科研人員在清潔能源和綠色能源方面取得新進展。

同時，Isambard 3將延續Isambard 2的分子機制模擬工作，以更好地了解帕金森病，并為骨質疏松癥和新冠感染尋找新的治療方法。這些計算密集型應用受益于Grace超級芯片中提供的“最高性能的核心、最高的內存帶寬和最優的單核內存容量”。

英偉達稱，Isambard 3性能和能效預計將達到Isambard 2的六倍，這使其成為歐洲最節能的系統之一。它的FP64峰值運算性能將達到約2.7PetaFLOPS（千萬億次浮點運算），功耗低于270千瓦，躋身世界三大最環保的非加速超級計算機之列。

Isambard項目首席研究員、布里斯托大學高性能計算教授西蒙·麥金托什-史密斯（Simon McIntosh-Smith）表示，“Isambard 3的應用性能效率高達其前代的六倍，媲美全球超級計算機500強中排名前50的超級計算機，將為科學家提供革命性的全新超級計算平臺，以推進科研工作取得突破。基于Arm架構的NVIDIA Grace CPU具有突破性的能效，能夠突破科學發現的界限，從而解決人類面臨的一些最困難挑戰。”

該超級計算機將在2024年春季投入使用。

使量子計算更接近現實

目前，全球大量量子計算研究都在英偉達的GPU（圖形處理器）上運行，這種方式混合了經典計算與量子計算，因此稱為“經典-量子混合計算”。在今年3月舉行的英偉達GTC技術創新峰會上，英偉達首次將自己定位成量子計算領域的關鍵參與者，并稱量子計算機和經典計算機混合使用是一種趨勢。

英偉達宣布，計劃與德國于利希研究中心（FZJ）的于利希超算中心（JSC）聯合建立一座新的實驗室，該實驗室將與慕尼黑的ParTec AG（致力于設計、構建和支持各種特制的模塊化超級計算機）一起在英偉達量子計算平臺的基礎上開發一臺經典-量子超級計算機。

英偉達計劃與德國于利希研究中心的于利希超算中心聯合建立一座新的實驗室，該實驗室將與慕尼黑的ParTec AG一起在英偉達量子計算平臺的基礎上開發一臺經典-量子超級計算機。

該實驗室由歐洲最大的跨學科研究中心之一德國于利希研究中心運營，并作為于利希量子計算用戶基礎設施（JUNIQ）的一部分，運行高性能、低延遲的量子-經典計算工作負載。于利希量子計算用戶基礎設施目前正在使用搭載3744顆英偉達A100 Tensor Core GPU的JUWELS（JUWELS是德國最快的超級計算機）加速系統進行量子計算模擬。

于利希超算中心計劃采用分階段的方式測試該系統，使用CUDA（由英偉達推出的通用并行計算架構）量子編程模型對量子處理器進行編程，并將其集成到于利希超大規模模塊化超級計算架構中。

想讓量子計算機和經典計算機協同工作，一個重要的挑戰就是將傳統系統和量子系統橋接到混合量子計算機中。將量子計算與最先進的經典計算相結合的GPU加速量子計算系統，可以被稱為一座通往未來量子計算的“戰略性橋梁”。

于利希超算中心量子信息處理部主管克里斯托爾·米歇爾森（Kristel Michielsen）表示，“混合量子-經典系統正在使量子計算更接近現實，以解決單靠經典計算無法解決的復雜問題。通過與英偉達合作建立這座模塊化量子計算實驗室，JSC的研究人員可以在化學和材料科學領域取得前所未有的進步，推動各個科學學科和行業實現更加廣泛的變革性進展。”

羅爾斯·羅伊斯計劃使用新的電路發揮量子在計算流體力學中的優勢，同時使用經典和量子計算方法來模擬噴氣發動機設計的性能。

除此之外，英偉達、羅爾斯·羅伊斯和量子軟件公司Classiq也在會上宣布一項量子計算進展：通過采用英偉達的量子計算平臺，兩家公司設計并模擬了世界上最大的計算流體力學（CFD）量子計算電路。該電路測量深度為1000萬層，有39個量子位。

盡管當今的量子計算機僅能支持只有幾層的電路深度，但全球航空業巨頭羅爾斯·羅伊斯稱其正在使用GPU為量子未來做準備。羅爾斯·羅伊斯計劃使用新的電路發揮量子在計算流體力學中的優勢，同時使用經典和量子計算方法來模擬噴氣發動機設計的性能。

羅爾斯·羅伊斯計算科學研究員利·拉普沃思（Leigh Lapworth）認為：“將經典和量子計算方法直接用于解決噴氣發動機的設計難題，將幫助我們加快進程并進行更復雜的計算。”