Квантовое компьютерное моделирование служит испытательным полигоном для будущих квантовых технологий. Оно позволяет ученым исследовать методы молекулярного моделирования, такие как вариационный алгоритм нахождения собственных значений операторов (Variational Quantum Eigensolver, VQE), и подходы к оптимизации, например, алгоритм квантовой аппроксимации (Quantum Approximate Optimisation Algorithm, QAOA), задолго до того, как квантовые процессоры смогут их реализовать.
Однако, как пишет IE, задача моделирования квантовых цепей на классических компьютерах невероятно сложна. Каждый дополнительный кубит удваивает требования к памяти и вычислительным ресурсам, создавая экспоненциальный рост, который быстро подавляет даже самое совершенное оборудование. Ноутбук может обрабатывать около 30 кубитов. Моделирование 50-ти потребовало около 2 петабайт памяти и процессоров суперкомпьютера Jupiter GH200.
Модель JUQCS на 50 кубитов, созданная учеными из Института им. Юлиха и Nvidia, точно воспроизводит физику реального квантового процессора. Каждый квантовый вентиль обрабатывает более двух квадриллионов комплексных чисел, синхронизированных между тысячами вычислительных узлов.
«С помощью JUQCS-50 мы можем эмулировать универсальные квантовые компьютеры с высокой точностью и решать вопросы, которые пока не может решить ни один существующий квантовый процессор», — сказал Ханс де Рэдт, ведущий автор исследования.
Моделирование будет интегрировано в JUNIQ, унифицированную инфраструктуру квантовых вычислений Института, которая позволит получать доступ к вычислениям сторонним исследователям и компаниям. Ожидается, что JUQCS-50 будет служить как исследовательским инструментом, так и эталоном для суперкомпьютеров следующего поколения.
В октябре ученые из Китая представили суперкомпьютер BIE-1, который при мощности, сопоставимой с крупными вычислительными центрами, потребляет на 90% меньше энергии. Устройство оснащено 1152 ядрами, 4,8 ТБ оперативной памяти и 204 ТБ дискового пространства, а его скорость обработки данных достигает 500 тысяч токенов в секунду.
