Впервые на суперкомпьютере смоделирован 50-кубитный квантовый процессор
Специалисты Центра суперкомпьютеров в Юлихе (Германия) и Nvidia совершили крупный прорыв в разработке алгоритмов для классических компьютеров. Они были первыми, кто смоделировал работу полного 50-кубитного квантового компьютера на европейском экзафлопсном суперкомпьютере Юпитер. Предыдущий рекорд в 48 кубитов также принадлежал ученым Института Юлиха.
Моделирование квантовых компьютеров служит испытательным полигоном для будущих квантовых технологий. Это позволяет ученым исследовать методы молекулярного моделирования, такие как алгоритм вариационного квантового собственного значения (VQE), и подходы к оптимизации, такие как алгоритм квантовой аппроксимированной оптимизации (QAOA), задолго до того, как квантовые процессоры смогут их реализовать.
Однако, как пишет IE, задача моделирования квантовых схем на классических компьютерах невероятно сложна. Каждый дополнительный кубит удваивает требования к памяти и вычислительным ресурсам, создавая экспоненциальный рост, который быстро подавляет даже самое сложное оборудование. Ноутбук может работать примерно с 30 кубитами. Для моделирования 50 требуется около 2 петабайт памяти и процессоры суперкомпьютера Jupiter GH200.
50-кубитная модель JUQCS, созданная учеными Института Юлиха и Nvidia, точно воспроизводит физику реального квантового процессора. Каждый квантовый клапан обрабатывает более двух квадриллионов комплексных чисел, синхронизированных на тысячах вычислительных узлов.
«С помощью JUQCS-50 мы можем с высокой точностью эмулировать универсальные квантовые компьютеры и решать проблемы, которые пока не может решить ни один существующий квантовый процессор»,
сказал Ханс де Редт, ведущий автор исследования.
Моделирование будет интегрировано в JUNIQ, единую инфраструктуру квантовых вычислений Института, которая позволит исследователям и сторонним компаниям получить доступ к расчетам. Ожидается, что JUQCS-50 послужит одновременно исследовательским инструментом и эталоном для суперкомпьютеров следующего поколения.
