最新：英伟达宣布在量子计算领域取得重大突破！

英伟达官方新闻网获悉：

• 英伟达研究人员正利用JUPITER——欧洲最大的超级计算机，建于于利希超级计算中心——进行一项创纪录的容错量子计算模拟。

• 此次104量子比特模拟是迄今为止规模最大的容错量子计算系统综合模拟，此前没有任何模拟能如此完整地建模量子处理器。

• 该模拟验证了一种量子计算方法，其所需物理量子比特数比以往方法减少90%，加速了在药物发现、金融建模和材料科学等领域实现有用应用的进程。

• JUPITER模拟为量子行业提供了关于噪声对容错量子计算影响的可操作洞察，使研究人员能够在构建硬件之前优化设计——将通往可行量子计算机的路径缩短数年。

英伟达今日宣布在JUPITER——欧洲首台百亿亿次级超级计算机——上完成了一项创纪录的量子计算模拟，使研究人员能够全面探索并验证“魔态培育”（magic state cultivation）——一种领先的容错量子计算方法，其所需量子比特数比以往方法减少90%。

该104量子比特模拟运行在于利希超级计算中心的英伟达GH200超级芯片系统上，是迄今为止规模最大的容错量子处理器综合模拟，以创纪录的规模建模了真实量子处理器如何执行容错计算。

这种保真度为研究人员提供了所需的数据和工具，使其能够在构建之前预测未来设计的性能——减少对硬件试错的依赖，并加速在药物发现、金融建模和材料科学等领域实现有用的量子应用。

“有用的量子计算将需要极其复杂的容错系统——而理解它们在大规模下的行为对于构建它们至关重要，”英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋表示。“我们在于利希取得的成果表明，量子处理器和GPU超级计算机如何协同工作，来攻克原本无法触及的研究——加速变革性量子应用的发现。”

“欧洲对JUPITER的投资使研究人员能够探究此前无法触及的问题，”于利希研究中心于利希超级计算中心主任克里斯特尔·米希爾森表示。“与英伟达合作，我们正在将这种能力带给量子计算——帮助科学家就最有可能交付有用应用的设计做出更明智的决策。”

| 减少有用量子计算所需的资源

由于量子比特在物理极限下运行，控制它们所需的相互作用会引入不可避免的、诱发错误的噪声。在这种噪声存在下进行计算——即容错量子计算——需要使用魔态（magic states），这是一种特定的量子比特排列，在容错量子计算过程中被持续消耗。

容错量子计算机关键依赖于反复产生魔态——这意味着其制造方式的任何优化都会大幅降低构建有用量子计算机的难度。

通过模拟真实噪声下的这一过程，英伟达研究人员验证了一种最先进的魔态培育方法，为研究人员提供了开发和测试未来改进所需的工具。

此前，于利希的开创性研究在理想、无噪声条件下模拟了50个量子比特。这项工作在真实硬件噪声下模拟魔态培育，帮助研究人员理解错误的影响。

| 从研究开发到百亿亿次级模拟

模拟魔态培育有助于研究人员在构建量子硬件之前评估和改进设计。但所需内存可能随量子比特数量呈指数增长，使大规模模拟超出传统计算系统的能力范围。

英伟达加速量子研究中心（NVAQC）的一台NVIDIA GB200 NVL72系统作为JUPITER项目的开发平台，使研究人员能够将测试从4块GPU扩展到数百块，然后再迁移到JUPITER上的8192块GPU。

研究人员利用该中心加速其模拟方法的开发和测试，将结果与JUPITER进行比较，并探索精度如何随额外计算资源而扩展。这项工作帮助将耗时数周的模拟工作缩短至数天，同时为团队有效利用JUPITER的百亿亿次级计算能力做好了准备。

该项目展示了随着量子计算系统规模增长，模拟将变得日益重要和复杂。它还展示了加速计算集群（如NVAQC）的实用性——使研究人员能够在利用世界级超级计算机进行最苛刻的计算之前，开发和验证模拟方法。

这些模拟使用NVIDIA cuQuantum软件运行，以实现高度优化的性能和规模，并使用NVIDIA CUDA-Q™平台的容错逻辑层来表达魔态电路。

编辑：是说芯语-小明吧

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