Вчені з Центру суперкомп’ютерних досліджень Юліха та NVIDIA досягли значного успіху в квантовому моделюванні. Вони вперше змогли повністю змоделювати універсальний квантовий комп’ютер з 50 кубітами, використовуючи суперкомп’ютер JUPITER, що є першим ексаскейлом у Європі.
Новий рекорд у квантовому моделюванні
Це досягнення перевершує попередній рекорд у 48 кубітів, встановлений вченими Юліха у 2019 році за допомогою японського комп’ютера K. JUPITER, офіційно запущений у вересні минулого року, демонструє величезні можливості для розвитку квантових алгоритмів і технологій.
Чому важливі квантові симуляції
Симуляції квантових комп’ютерів є критично важливими для просування квантових досліджень. Вчені використовують їх для тестування алгоритмів, перевірки експериментальних результатів та вивчення поведінки майбутніх квантових систем. Серед алгоритмів, які цікавлять дослідників, є Variational Quantum Eigensolver (VQE) та Quantum Approximate Optimisation Algorithm (QAOA).
Виклики симуляції квантових систем
Відтворення квантового комп’ютера на традиційному суперкомп’ютері є надзвичайно складним завданням. Кожен новий кубіт подвоює обсяг пам’яті та обчислювальної потужності, необхідних для симуляції. Наприклад, стандартний ноутбук може обробляти симуляції з приблизно 30 кубітами, тоді як для 50 кубітів потрібно близько 2 петабайт пам’яті.
Технології, що стоять за досягненням
Рекордне досягнення стало можливим завдяки використанню суперчіпів NVIDIA GH200 в системі JUPITER. Ці чіпи забезпечують тісне з’єднання між центральними процесорами (CPU) та графічними процесорами (GPU), що дозволяє зберігати дані, які перевищують ємність пам’яті GPU, у пам’яті CPU.
JUQCS-50, оновлена версія програмного забезпечення для симуляції квантових комп’ютерів, тепер доступна для зовнішніх дослідницьких організацій та компаній через JUNIQ. Це стане важливим інструментом для наукових досліджень та оцінки майбутніх суперкомп’ютерів.
Цей проект отримав спільне фінансування від кількох організацій, зокрема Європейського об’єднання високопродуктивних обчислень (EuroHPC JU).
