Nvidia simulerar 104 kvantbitar med 90 % färre fysiska kvantbitar

Nvidias forskare simulerade ett kvantdatorsystem med 104 kvantbitar på JUPITER, Europas första exaskaliga superdator, vid Jülich Supercomputing Centre i Tyskland. Experimentet modellerade magic state cultivation, en teknik för att ta fram resurser som används i feltolerant kvantberäkning.

Simuleringen tog hänsyn till realistiskt hårdvarubrus och undersökte därmed fel som idealiserade modeller kanske inte fångar. Nvidia uppger att tekniken kan minska behovet av fysiska kvantbitar med 90 %. Resultatet kommer från en simulering på klassisk beräkningshårdvara, inte från ett test med en fungerande kvantprocessor. Fler experiment behövs för att avgöra om minskningen gäller även på kvant hårdvara.

JUPITER använde Nvidia GH200-processorer, och forskarna skalade upp metoderna till 8 192 GPU:er. Innan den större simuleringen testade teamet metoderna på Nvidias GB200 NVL72-system vid företagets Accelerated Quantum Research Center. Nvidia uppger att förberedelserna kortade simuleringar som tidigare tog flera veckor till bara några dagar. Teamet använde också programvaran Nvidia cuQuantum och plattformen CUDA Q.

I ett tidigare arbete vid Jülich simulerades 50 kvantbitar under idealiska förhållanden. Det nya resultatet kan hjälpa forskare att bedöma konstruktioner av kvantprocessorer innan hårdvaran byggs, men den påstådda minskningen av resursbehovet måste fortfarande bekräftas experimentellt.

”Användbar kvantberäkning kommer att kräva oerhört komplexa, feltoleranta system, och det är avgörande att förstå hur de fungerar i stor skala för att kunna bygga dem”, sade Nvidias vd och grundare Jensen Huang. Han sade att resultaten från Jülich visar hur kvantprocessorer och GPU-superdatorer kan samarbeta kring forskning som annars skulle vara utom räckhåll.