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创纪录量子容错计算模拟所需物理比特减少 90%
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- 荷鲁斯快报
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英伟达10月19日宣布，在德国于利希超级计算中心利用JUPITER超算完成创纪录的容错量子计算模拟。该模拟动用8192块GPU，针对104量子比特系统，是迄今最大规模的综合模拟。它验证了“魔态培育”方案，将所需物理量子比特减少90%。
JUPITER是欧洲首台百亿亿次超算，由于利希中心运营。其核心为Eviden提供的Booster，配备约24000颗英伟达GH200 Grace Hopper超级芯片，2025年正式投用。项目由德国与欧洲共建。
魔态培育是面向容错量子计算的方案。传统“魔态蒸馏”生成非Clifford T态，物理量子比特开销极大，占总物理比特90%至95%。魔态培育先用小型颜色码生成并提纯量子态，再通过码切换嫁接至表面码，大幅压缩物理比特。
此次模拟在真实硬件噪声下进行，此前于利希同类研究仅在理想无噪声条件下模拟50个量子比特。团队先在GB200 NVL72系统上从4块GPU扩展至数百块，再迁移到JUPITER的8192块GPU，将数周模拟缩短至数天。软件为cuQuantum库和CUDA-Q平台容错逻辑层。
英伟达CEO黄仁勋表示，有用的量子计算需要极其复杂、容错的系统，理解其大规模行为至关重要。于利希中心主任Kristel Michielsen指出，欧洲对JUPITER的投资使研究人员能探索此前无法触及的问题，帮助挑选最可能带来实用应用的设计方案。该模拟揭示噪声影响，可在构建硬件前优化设计，有望将实用型量子计算机进程缩短数年。
2026年10月15日，谷歌量子AI团队在《Science》发表研究，首次在Willow超导处理器上实现魔态培育，误差降低约40倍，生成逻辑保真度99.99%的T态，但需更大规模验证。英伟达此次模拟正填补这一空白。同一天，Quantinuum也宣称其Helios机器取得创纪录逻辑保真度。
