Rolls-Royce 와 양자 소프트웨어(quantum software) 기업 Classiq(이스라엘 양자 컴퓨팅 스타트업)은 세계 최대 규모의 전산 유체 역학(computational fluid dynamics, CFD) 양자 컴퓨팅 회로(quantum computing circuit)의 설계와 시뮬레이션을 마쳤다. 이 회로는 39큐비트(qubit)로 1천만 레이어 깊이를 측정한다. 오늘날의 양자 컴퓨터는 10개 미만의 레이어 깊이를 측정하는 회로를 지원한다.

Rolls-Royce는 클래식 및 양자 컴퓨팅 방식을 모두 사용하는 시뮬레이션으로 제트 엔진 설계의 성능을 모델링하는 과정에서 CFD 관련 양자 기술의 장점을 활용하기 위해 새로운 회로를 이용할 계획이다.

Rolls-Royce 컴퓨터 공학 연구위원 Leigh Lapworth는 “제트 엔진 설계에 클래식과 양자 컴퓨팅 방식을 바로 적용하면 설계 과정이 빨라지고 더욱 정교한 계산을 진행할 수 있을 것”이라고 언급했다.

Rolls-Royce는 파트너사인 이스라엘 기업 Classiq의 합성 엔진을 이용해 회로를 설계한 후 NVIDIA A100 Tensor Core GPU로 시뮬레이션했다. NVIDIA cuQuantum이 이러한 과정의 속도와 규모를 뒷받침했다. NVIDIA cuQuantum은 양자 컴퓨팅 작업흐름의 속도를 높이는 데 최적화된 라이브러리와 도구가 포함된 소프트웨어 개발 키트이다.

NVIDIA는 여러 분야에 걸친 양자 연구 및 개발에 통일된 컴퓨팅 플랫폼을 제공한다. NVIDIA Grace Hopper Superchip은 NVIDIA Hopper 아키텍처 GPU의 성능과 NVIDIA Grace CPU의 가변성(versatility)을 결합하여 대규모 양자 시뮬레이션 워크로드에 적합하도록 설계되었다.

또한 대기 시간이 적은 고속 NVIDIA NVLink-C2C 인터커넥트(interconnect)를 이용하면 슈퍼칩으로 구축된 클래식 시스템이 최적의 방식으로 양자 프로세서, 즉 QPU에 연결될 수 있다. Grace Hopper에서 빠르게 접근 가능한 메모리는 노드당 총 600GB로, 이러한 시뮬레이션을 더욱 큰 규모로 수행할 수 있는 양자 생태계를 지원한다.

양자 기술 시대로 나아가려는 전략에 따라 Grace Hopper는 DGX Quantum 시스템에 사용된다. DGX Quantum은 양자 컴퓨팅과 첨단 클래식 컴퓨팅을 결합한 최초의 GPU 가속 양자 컴퓨팅 시스템이다. NVIDIA는 또한 개발자에게 GPU와 QPU를 연결하는 강건한 오픈소스 프로그래밍 모델 NVIDIA CUDA Quantum을 제공한다.

유럽 최대 양자 컴퓨팅 시설 중 한 곳인 율리히슈퍼컴퓨터 센터(Julich Supercomputer Centre) 또한 NVIDIA와 양자 컴퓨팅 연구실 구축 계획을 발표하여 점차 커지는 양자-클래식 컴퓨팅 하이브리드 시스템의 중요성을 강조한다. 이 연구실은 또한 CUDA Quantum 등의 도구를 통해 양자 컴퓨터 분야에서 개발자들의 발전을 지원한다.

또한 ORCA Computing은 최근 CUDA Quantum을 통합한 QPU 구축 기업으로서 머신러닝을 위해 자사의 광양자 컴퓨터(photonic quantum computer)와 GPU를 결합했다. 이제 대중적인 양자 머신러닝 체계인 TensorFlow Quantum 및 TorchQuantum에도 cuQuantum이 통합된다. 현재 전 세계 양자 컴퓨팅 소프트웨어 분야 중 다수가 NVIDIA의 양자 플랫폼을 이용한 GPU 가속을 지원하는 것이다.