据麻省理工《技术评论》网站4月11日报道,瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家利用超级计算机成功模拟了拥有45个量子位的量子计算机。刷新了之前的世界纪录。2010年有科研团队实现了42位量子计算机的模拟,但由于在模拟过程中,超级计算机对各个节点的数据管理会耗费大量的计算时间,从那以后,相关进展就很小了。
此次,瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们找到了多种方式去降低计算负荷,使模拟速度比以往提升至少1个数量级。科学家们增强了底层量子模拟电路的计算内核伸缩性,以优化多处理器的响应时间。在多节点模式下,科学家们引入了一个优化层,并通过整合了聚类算法的量子电路来优化量子门的性能,从而达到了减少通信量的目的。经过上述优化过程,通信步骤得以大幅度减少。科学家们以此为基础,利用美国加州劳伦斯伯克利国家实验室的Cori II超级计算机(峰值性能为每秒29.1千万亿次浮点运算,内存为1PB),分别模拟了包含30、36、42和45个量子位的量子计算机。在规模最大的一次模拟中,他们使用了0.5PB的内存和8192个节点,实现的性能为每秒0.428千万亿次浮点运算。
科学界估计,只要量子计算机跨过49位量子比特的门槛,就可以匹敌当前最强大的超级计算机,形成所谓的“量子霸权”。取得此次突破的科学家们认为,对49个量子位的模拟将在不久的将来实现。这方面的研究可为未来量子计算机的发展铺平道路,其中获得的数据将扮演重要角色,使科学家能够知道,当“量子霸权”最终到来时,量子计算究竟有多么强大。
唐川 编译自
https://www.technologyreview.com/s/604140/a-milestone-for-quantum-computing/
原文标题:Supercomputer Simulation Offers Peek at the Future of Quantum Computers
附件下载: |