英伟达,用8192块GPU刻下容错量子计算模拟里程碑

当地时间10 月 19 日,英伟达宣布在德国于利希超级计算中心完成一项创纪录的容错量子计算模拟。研究团队借助超级计算机 JUPITER,成功模拟了 104 个量子比特的容错量子计算系统,并验证了一项名为"魔态培育"(magic state cultivation)的关键技术。

JUPITER 是欧洲首台百亿亿次级(exascale)超级计算机,也是目前欧洲规模最大的超算系统。本次模拟运行于英伟达加速量子研究中心(NVAQC)的 GB200 NVL72 超级芯片系统,共动用 8192 块 GPU。

英伟达称,这是迄今对容错量子计算系统规模最大、最完整的一次模拟,此前没有任何模拟能够对量子处理器做到同等细致程度的建模。

从理想条件走向真实噪声

量子比特工作在物理极限附近,对其进行控制所必需的相互作用,会不可避免地引入噪声并导致错误。于利希团队此前的突破性成果,是在理想的无噪声条件下模拟了 50 个量子比特;而本次模拟则进入真实噪声环境,即真正的容错量子计算场景。

实现容错计算需要消耗"魔态"——一种特殊的量子比特排列方式,在运算过程中被持续消耗。因此,容错量子计算机的关键能力在于反复、稳定地产生魔态;任何对魔态生成方式的优化,都会显著降低构建实用量子计算机的难度。

"魔态培育"的两项改进

据官方介绍,"魔态培育"技术相比此前方法可减少约 90% 的物理量子比特用量,同时将原本需要数周的模拟工作压缩至数天完成。这一效率提升有望加快药物发现、金融建模、材料科学等领域实用应用的推进。

英伟达创始人兼 CEO 黄仁勋表示,实用量子计算需要极为复杂且具备高度容错能力的系统,而要构建这类系统,前提是理解它们在大规模运行时的实际行为。"我们在于利希取得的成果表明,量子处理器与 GPU 超级计算机可以协同工作,去应对原本难以触及的研究课题,从而加速变革性量子应用的发现。"

模拟将随规模扩大愈发关键

该项目的另一层意义在于方法层面:随着量子计算系统规模持续扩张,模拟工作的重要性和复杂程度都将同步上升。GPU 超算正在成为量子处理器研发路径上不可或缺的配套工具。

本文来源于DOIT传媒,文章内容仅供参考,不构成投资建议。

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