NVIDIA (辉达) 发布全球首款专为量子人工智能设计的开源模型「 NVIDIA Ising」,旨在解决量子处理器在扩展过程中面临的校准与纠错挑战,该系列模型通过开源形式为开发者提供高性能工具,协助研究机构与企业优化量子比特运作效率。
NVIDIA Ising 缩短校准进程
量子处理器的运行稳定性高度依赖精确的校准程序。NVIDIA Ising 校准(Ising Calibration)模型采用视觉语言模型技术,能快速解读量子处理器的测量数据并做出反应。这项技术使人工智能代理得以自动执行持续性的校准任务,将传统程序缩短至数小时。包含台灣中央研究院、费米国家加速器实验室以及哈佛大学在内的多个研究单位,已开始采用此技术以提升量子硬件的自动化维护效率,降低人工成本。
卷积神经网络加速纠错解码
NVIDIA 创办人兼执行长黄仁勳表示人工智能对量子运算实用化至关重要,借助 Ising,人工智能将成为控制平面量子机器的作业系统,将脆弱的量子比特转化为可扩展且可靠的量子 GPU 系统。
量子纠错(Quantum Error Correction)是实现大规模运算的技术门槛。NVIDIA Ising 解码(Ising Decoding)提供两种 3D 卷积神经网络(3D CNN)模型变体,分别针对处理速度与运算精度进行优化。数据显示 Ising 解码模型的处理速度较目前业界开源标准 pyMatching 提升 2.5 倍,且精确度达到 3 倍之多。透过即时代码量子比特产生的错误信号,研究人员能维持运算的逻辑正确性。目前康乃尔大学与 IonQ 等机构已部署此模型,探索更复杂的量子演算法应用。
根据市场研究机构 Resonance 预估,全球量子运算市场规模在 2030 年有望达到 110 亿美元,其成长动能主要来自工程挑战的突破。NVIDIA Ising 系列不仅提供模型与训练资料,更与 NVIDIA CUDA-Q 软件平台及 NVIDIA NVQLink 硬件互连技术整合。这种混合架构设计让研究人员能在本地端系统运行模型,确保实验数据的私密性。此外,通过 NVIDIA NIM 微服务,开发人员能针对特定硬件架构进行微调,协助现有的量子比特转化为具备扩展性的量子运算系统。
Ising 开源模型开放下载
Ising 模型系列名称源自简化复杂物理系统研究的经典数学模型,体现了简化量子控制平面的设计理念。目前 NVIDIA Ising 模型已在 GitHub、Hugging Face 与 NVIDIA 官方平台开放下载,加入了 NVIDIA 的开放式模型产品组合,该产品组合包括用于智慧体的 NVIDIA Nemotron、用于实体 AI 的 NVIDIA Cosmos、用于自动驾驶汽车的 NVIDIA Alpamayo、用于机器人的 NVIDIA Isaac GR00T 和用于生物医学研究的 NVIDIA BioNeMo。
透过将人工智能定位为量子机器的「控制平面」或作业系统,研发团队能更有效率地管理脆弱的量子比特。此举吸引了英国国家物理实验室(NPL)与多所国际顶尖大学加入生态系统,共同推动实用化量子应用程式的开发。
这些开放式模型、资料和框架可在 GitHub、Hugging Face 和 build.nvidia.com 上取得。
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