NVIDIA 在 Jülich 超算中心完成创纪录的 104 个量子比特容错量子计算模拟

OmniTools 10月20日消息，NVIDIA 宣布在欧洲首台百亿亿次（exascale）超级计算机 JUPITER 上完成一项创纪录的容错量子计算模拟。该模拟达到 104 个量子比特，是迄今规模最大的容错量子处理器完整模拟，首次在如此精细的程度上对真实量子处理器的容错计算过程建模。研究验证了一种“魔法态培育”（magic state cultivation）方法，所需物理量子比特比此前方法少 90%。

JUPITER 位于 Jülich 超级计算中心，本次模拟运行在该中心的 NVIDIA GH200 GPU 系统上。由于量子比特在物理极限附近工作，控制它们所需的交互会引入噪声。此次模拟在接近真实的硬件噪声条件下评估魔法态培育过程，使研究人员能在制造硬件之前预测未来设计的性能，从而减少对硬件试错的依赖，并有望加快药物发现、金融建模和材料科学等领域的实用量子应用进程。Jülich 方面此前的相关研究曾在理想无噪声条件下模拟 50 个量子比特。

在开发阶段，NVIDIA 加速量子研究中心（NVAQC）的 GB200 NVL72 系统作为该项目开发平台，让研究团队先将测试从 4 块 GPU 扩展至数百块 GPU，再迁移到 JUPITER 上的 8192 块 GPU，把原本需要数周的模拟缩短至数天。模拟使用 NVIDIA cuQuantum 软件实现性能与规模优化，并通过 CUDA-Q 平台的容错逻辑层表达魔法态电路。