英伟达借欧洲最大超算 模拟104量子比特容错

英伟达在量子计算上又刷出一项纪录。当地时间10月19日，公司宣布其研究团队在欧洲首台百亿亿次超算JUPITER上完成了104量子比特的容错量子计算模拟——迄今对容错量子处理器规模最大、最全面的一次模拟。整个模拟跑在8192块GH200超级芯片上，机器位于德国于利希超级计算中心。

为什么要做这种模拟？量子比特工作在物理极限附近，控制它们所需的相互作用不可避免地引入噪声。带着噪声做计算，就是所谓容错量子计算，它需要持续消耗一种叫「魔态」的特殊量子比特排布——实用量子计算机必须反复制备魔态，所以魔态造得省不省，直接决定造机的难度。传统「魔态蒸馏」方案的物理量子比特开销极大，据测算要吃掉整机90％到95％的物理比特。

英伟达这次验证的是另一条路线「魔态培育」：先用小型颜色码生成并提纯量子态，再通过码切换把量子态「嫁接」到表面码中。模拟结果显示，这条路线所需的物理量子比特比此前方法少约90％——意味着更多硬件资源可以从纠错让位给真正的计算。

与于利希此前在理想无噪声条件下模拟50量子比特的突破不同，这次模拟把真实硬件噪声带了进来，研究人员得以提前看到错误如何影响计算。黄仁勋表示，实用量子计算需要极其复杂、容错性极强的系统，理解它们在大规模下的行为，是把它们造出来的前提。

工程节奏上也颇有章法：团队先在英伟达加速量子研究中心的GB200 NVL72系统上开发，从4块GPU起步扩到数百块，验证方法与精度后再搬上JUPITER的8192块GPU，把原本需要数周的模拟压缩到数天，背后是cuQuantum软件与CUDA-Q平台的容错逻辑层。

需要说明的是，这仍是经典超算上的模拟，不等于104量子比特的容错量子机已经落地；其价值在于让研究人员在造硬件之前评估噪声、筛选设计。英伟达认为，这条路径将加速量子计算在药物研发、金融建模和材料科学等领域的实用化。于利希超算中心主任克里斯托尔·米希尔森也表示，与英伟达的合作正把这种「先算后造」的能力带入量子计算领域。

编译自 NVIDIA，原标题："NVIDIA Runs Record Simulation of Fault-Tolerant Quantum Computing at Jülich Supercomputing Centre"