原文標題:NVIDIA Runs Record Simulation of Fault-Tolerant Quantum Computing at Jülich Supercomputing Centre

NVIDIA 10 月 19 日公布與德國 Jülich Supercomputing Centre 合作的量子運算模擬成果。研究團隊利用歐洲首部百億億次級超級電腦 JUPITER,建立涵蓋 104 個量子位元的容錯量子處理器模擬。公司稱這是目前規模最大的完整容錯量子運算系統模擬之一,重點不只是增加位元數量,而是在模型中納入實際硬體可能遇到的雜訊與錯誤。

研究聚焦「魔態培育」(magic-state cultivation)。容錯量子運算必須持續產生並消耗特定量子狀態,才能在雜訊存在時執行可靠的邏輯操作。NVIDIA 表示,這項模擬驗證的方法,相較過去方法可減少約 90% 所需實體量子位元;這是研究方法的資源需求比較,並不代表現有量子電腦已實現同等縮減。

團隊先在 NVIDIA Accelerated Quantum Research Center 的 GB200 NVL72 系統上開發與測試,從四顆 GPU 擴大到數百顆,再將工作移至 JUPITER 的 8,192 顆 GPU。模擬運用 NVIDIA cuQuantum 加速運算,並透過 CUDA-Q 的容錯邏輯層描述魔態電路。公司表示,前期開發流程將原本需要數週的模擬工作縮短至數日。

這次成果與早先在理想、無雜訊條件下模擬 50 量子位元的研究不同,因為新工作試圖預測真實錯誤對量子電路的影響。研究團隊希望藉由先在傳統加速運算系統中測試設計,減少未來製造量子硬體時反覆試錯的成本;藥物研發、金融建模與材料科學仍屬長期應用方向,而非本次已展示的商用成果。

發生了什麼事

NVIDIA 與 Jülich 研究團隊完成 104 量子位元容錯運算模擬,重點在真實雜訊條件下驗證魔態培育。

為什麼重要

模擬可以在實體量子處理器製造前比較設計與錯誤行為,降低昂貴硬體迭代的研究風險。

影響哪些人

量子硬體研究人員、超級運算中心、量子軟體開發者及長期關注量子應用的產業團隊。

已確認與未確認

已確認使用 JUPITER、GH200、cuQuantum、CUDA-Q 及 8,192 顆 GPU;尚未證明實用容錯量子電腦已建成,也沒有商用部署日期。