編輯 | 澤南

「Ising 改變了一切。」

昨夜，美股量子計(jì)算概念公司集體飆升。

本周二，英偉達(dá)宣布推出全球首個(gè)開(kāi)源量子 AI 模型系列 NVIDIA Ising，把量子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)推到了接近工程落地的程度。它通過(guò) AI 的方式，提供了比傳統(tǒng)方法快達(dá) 2.5 倍、準(zhǔn)確度高 3 倍的量子糾錯(cuò)解碼能力。

長(zhǎng)期以來(lái)，量子計(jì)算面臨著兩個(gè)致命的工程瓶頸：脆弱性（噪聲）和難以擴(kuò)展。量子比特（Qubit）對(duì)環(huán)境極其敏感，哪怕是微小的溫度變化或電磁干擾都會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出錯(cuò)。Ising 正是瞄準(zhǔn)了這些痛點(diǎn)。

英偉達(dá)認(rèn)為，人工智能是把當(dāng)今的量子處理器轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模、可靠的計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵。而開(kāi)放模型使開(kāi)發(fā)者能夠在完全掌控自身數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，構(gòu)建高性能的人工智能。

NVIDIA Ising 是一套強(qiáng)大的 AI 模型工具，目前主要包含兩種模型：

• Ising Calibration（校準(zhǔn)模型）：一種視覺(jué)語(yǔ)言模型（VLM），能夠快速「看懂」并響應(yīng)來(lái)自量子處理器的測(cè)量數(shù)據(jù)。這使得 AI 智能體能夠自動(dòng)進(jìn)行連續(xù)校準(zhǔn)，將所需時(shí)間從數(shù)天縮短至數(shù)小時(shí)。
• Ising Decoding（解碼模型）：兩種三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（CNN），分別針對(duì)速度或精度進(jìn)行了優(yōu)化，專(zhuān)門(mén)用于量子糾錯(cuò)的實(shí)時(shí)解碼。Ising Decoding 模型的速度比當(dāng)前開(kāi)源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) pyMatching 快 2.5 倍，精度高 3 倍。

以前每次啟動(dòng)和微調(diào)量子處理器，都需要大量具有深厚量子物理背景的專(zhuān)家進(jìn)行人工干預(yù)，或者依賴速度緩慢的傳統(tǒng)算法，整個(gè)過(guò)程可能耗費(fèi)數(shù)天。Ising Calibration 可以將這個(gè)過(guò)程自動(dòng)化，并大幅縮短時(shí)間。

另一方面，量子計(jì)算必須邊算邊糾錯(cuò)（Fault Tolerance）。而隨著量子比特?cái)?shù)量增加，糾錯(cuò)所需的計(jì)算量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這是傳統(tǒng)算法難以承擔(dān)的任務(wù)。英偉達(dá)提供的解決方案有望突破這一瓶頸。

英偉達(dá)創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官黃仁勛表示：「AI 對(duì)于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的實(shí)用化至關(guān)重要。借助 Ising 模型，AI 將成為控制平面 —— 量子機(jī)器的『操作系統(tǒng)』—— 可以將脆弱的量子比特轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)展且可靠的量子 GPU 系統(tǒng)?！?/p>

業(yè)界認(rèn)為，量子處理器單元 (QPU) 很可能會(huì)成為數(shù)據(jù)中心的下一個(gè)重要的協(xié)處理器，與 CPU 和 GPU 共同工作。利用量子疊加和量子糾纏的物理特性，QPU 專(zhuān)門(mén)用來(lái)加速解決那些對(duì) CPU 和 GPU 來(lái)說(shuō)即使算上幾萬(wàn)年也算不出的極度復(fù)雜問(wèn)題（如新藥分子模擬、電池材料發(fā)現(xiàn)、極度復(fù)雜的物流優(yōu)化等）。

Ising 的出現(xiàn)，相當(dāng)于給難以運(yùn)作的 QPU 套上了一個(gè)「AI 驅(qū)動(dòng)程序」。通過(guò) AI 大模型的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)校準(zhǔn)和快速糾錯(cuò)，Ising 屏蔽了底層量子物理的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性。這就意味著，企業(yè)數(shù)據(jù)中心終于可以把 QPU 當(dāng)成一塊「加速卡」來(lái)使用了，不需要懂量子力學(xué)，懂 AI 和軟件調(diào)用就行。

據(jù)分析公司 Resonance 預(yù)測(cè)，量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到 2030 年將超過(guò) 110 億美元。這一增長(zhǎng)軌跡高度依賴于在解決關(guān)鍵工程挑戰(zhàn)方面取得的持續(xù)進(jìn)展，例如量子糾錯(cuò)和可擴(kuò)展性。

英偉達(dá)表示，已有部分企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和研究實(shí)驗(yàn)室正在采用 Ising 進(jìn)行量子計(jì)算的開(kāi)發(fā)。

Ising 校準(zhǔn)已被 Atom Computing、中央研究院、EeroQ、Conductor Quantum、費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室、哈佛大學(xué)約翰?保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院、 Infleqtion、IonQ、IQM 量子計(jì)算機(jī)、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)量子測(cè)試平臺(tái)、Q-CTRL 和英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室 (NPL) 等機(jī)構(gòu)采用。

此外，英偉達(dá)還提供了一套量子計(jì)算工作流程和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的操作指南，以及 NVIDIA NIM 微服務(wù)，使開(kāi)發(fā)人員能夠以最少的設(shè)置針對(duì)特定的硬件架構(gòu)和用例微調(diào)模型。這些模型還可以在研究人員的系統(tǒng)上本地運(yùn)行，從而保護(hù)專(zhuān)有數(shù)據(jù)。

NVIDIA Ising 可與 NVIDIA CUDA-Q 軟件平臺(tái)配合使用，實(shí)現(xiàn)混合量子 - 經(jīng)典計(jì)算，并與 NVIDIA NVQLink QPU-GPU 硬件互連集成，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和量子糾錯(cuò)，為研究人員和開(kāi)發(fā)人員提供將當(dāng)今的量子比特轉(zhuǎn)化為未來(lái)加速量子超級(jí)計(jì)算機(jī)所需的一整套工具。

參考內(nèi)容：

https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-launches-ising-the-worlds-first-open-ai-models-to-accelerate-the-path-to-useful-quantum-computers

https://www.businessinsider.com/quantum-computing-stocks-nvidia-ising-ai-xndu-inoq-rgti-qbts-2026-4