量子计算新风口:NVIDIA首发开源量子AI模型Ising

量子计算新风口:NVIDIA首发开源量子AI模型Ising

  • 2026-04-15
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关键词: NVIDIA Ising 量子计算 开源模型 量子AI模型

今日,NVIDIA正式宣布推出全球首个开源量子人工智能模型家族——NVIDIA Ising,致力于为全球研究人员和企业提供强大工具,助力其构建可运行实用应用的量子处理器,破解量子计算规模化落地的核心瓶颈,推动量子科技产业迈入全新发展阶段。

当前,量子计算向大规模实用化迈进的关键,在于突破量子处理器校准与量子纠错两大核心技术挑战。作为连接现有量子处理器与未来可靠量子计算机的核心桥梁,人工智能技术的赋能至关重要。而开源模式的引入,更是让开发者在搭建高性能量子AI系统的同时,能够完全掌控自身数据与基础设施,极大降低了量子计算研发的门槛与成本。

NVIDIA Ising模型家族以统计物理学中里程碑式的伊辛模型(Ising Model)命名——该模型由物理学家Wilhelm Lenz于1920年提出、其学生Ernst Ising于1925年完善,是简化复杂物理系统理解的经典工具,如今被NVIDIA赋予全新活力,成为应对量子纠错与校准两大核心挑战的高性能、可扩展AI解决方案,为混合量子-经典系统的构建提供关键支撑。

据悉,NVIDIA Ising具备业界领先的量子处理器校准能力,可显著提升量子计算的处理效能:其解码过程速度较现有水平提升高达2.5倍,精度提升3倍,让研究人员能够借助量子计算机高效解决更大规模、更复杂的科学与工程问题,为量子计算的实用化应用奠定坚实基础。

“人工智能对于让量子计算变得实用至关重要,”NVIDIA创始人兼首席执行官黄仁勋表示,“有了伊辛,人工智能成为控制平面——量子机器的操作系统——将脆弱的量子比特转变为可扩展且可靠的量子GPU系统,为量子计算的规模化突破注入核心动力。”

量子计算市场的蓬勃发展,也为这一技术突破提供了广阔空间。分析公司Resonance预测,到2030年全球量子计算市场规模将突破110亿美元,而这一增长轨迹高度依赖于量子纠错、可扩展性等关键工程挑战的持续突破,NVIDIA Ising的推出恰逢其时,将成为推动市场增长的重要引擎。与此同时,赛迪研究院数据显示,中国量子计算市场受政策与需求共振推动,2030年规模预计超200亿元,全球量子科技产业正迎来加速发展期。

NVIDIA Ising包含一系列最先进的可定制模型、工具及数据,全方位加速量子处理器的研发进程,核心亮点包括两大核心模块:

一是Ising校准模型,这是一款拥有350亿参数的视觉语言模型(VLM),能够快速解读并响应量子处理器的测量数据,支持AI智能体实现全自动持续校准,将原本需要数天的校准工作缩短至数小时,大幅提升量子处理器的运行稳定性与效率。其训练数据涵盖超导量子比特、量子点、离子等多种量子比特模态,经QcalEval基准(全球首个评估Agent量子计算机校准的基准)验证,在六大核心评估维度上均达到行业领先水平,超越多款顶级闭源模型。

二是Ising解码模型,包含两款基于三维卷积神经网络(3D CNN)的变体,分别针对速度与精度进行专项优化,专门用于实现量子纠错所需的实时解码任务。其中,针对速度优化的Fast模型参数量约91.2万,可在GPU上高效运行,较当前开源行业标准pyMatching速度提升2.5倍、准确率提升1.11倍;针对精度优化的Accurate模型参数量约179万,能纠正更长的错误链,与pyMatching结合使用时,准确率可提升至原来的1.53倍。值得注意的是,Ising系列模型采用商用友好的Apache-2.0开源许可,进一步降低了企业与科研机构的使用门槛。

目前,NVIDIA Ising已获得全球领先企业、学术机构及研究实验室的广泛认可与采用,生态落地成效显著:

Ising校准模型已被Atom Computing、中央研究院、EeroQ、Conductor Quantum、费米国家加速器实验室、哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院、Infleqtion、IonQ、IQM量子计算机、劳伦斯伯克利国家实验室高级量子测试平台、Q-CTRL以及英国国家物理实验室(NPL)等众多机构投入使用,助力其提升量子处理器校准效率。

Ising解码模型则已在康奈尔大学、EdenCode、Infleqtion、IQM Quantum Computers、Quantum Elements、桑迪亚国家实验室、SEEQC、加州大学圣地亚哥分校、加州大学圣塔芭芭拉分校、芝加哥大学、南加州大学和延世大学完成部署,为量子纠错研究提供强大技术支撑。

为进一步降低开发者的使用门槛,NVIDIA还同步提供了量子计算工作流程、训练数据手册,以及NVIDIA NIM™微服务,帮助开发者以最小化配置,针对特定硬件架构和用例快速微调模型。同时,该模型支持在研究人员的本地系统运行,有效保护专有数据安全,兼顾实用性与安全性。

在技术生态布局上,NVIDIA Ising与NVIDIA CUDA-Q™软件平台形成互补——CUDA-Q作为开源编程模型,可充分利用CPU、GPU和QPU的计算能力,其最新版本通过门融合、自动Hamiltonian批处理等优化,大幅提升量子模拟性能,而Ising与CUDA-Q的结合,进一步完善了混合量子-经典计算的技术链路。此外,NVIDIA Ising还与NVIDIA NVQLink™ QPU-GPU硬件互连深度集成,实现量子处理器的实时控制与量子纠错,为研究人员和开发者提供了将当今量子比特转变为未来加速量子超级计算机所需的全套工具。

此次NVIDIA Ising的推出,进一步丰富了NVIDIA开放模型产品组合。该组合涵盖用于智能系统的NVIDIA Nemotron™、用于物理人工智能的NVIDIA Cosmos™、用于自动驾驶车辆的NVIDIA Alpamayo、用于机器人的NVIDIA Isaac™ GR00T以及用于生物医学研究的NVIDIA BioNeMo™,形成覆盖多领域的开源AI生态,推动全球创新力量共同探索AI与各行业的深度融合。

目前,NVIDIA Ising及相关开放模型、数据和框架已在GitHub、Hugging Face和build.nvidia.com平台正式上线,全球开发者可免费获取,携手推动量子计算实用化进程,解锁量子科技在各行业的应用潜力。



来源:电子工程专辑