NVIDIA（NVDA）股價週一上漲 1.54% 至 217.43 美元，因公司宣布在歐洲達成重大量子運算模擬里程碑。股價在交易日內上漲 3.30 美元，但盤中賣壓使其漲幅較早前有所收斂。此次公告聚焦於一項旨在改善容錯量子運算的 104 量子位元測試。

在 JUPITER 上創紀錄的 104 量子位元模擬

NVIDIA 研究人員在德國於利希超級運算中心的 JUPITER——歐洲首部E級超級電腦（即每秒可執行至少十億億次運算的機器）上執行此模擬。該專案使用 NVIDIA GH200 處理器，在真實硬體雜訊下建模複雜的量子運算。據 NVIDIA 表示，這項工作是迄今最大規模的容錯量子處理器全面模擬。

此類模擬填補了一個實務上的空缺：這種規模的容錯量子機器尚未被建造出來，因此傳統超級電腦讓研究人員能在投入實體硬體之前測試處理器設計。

研究人員檢視了魔術狀態培育法，這是一種協助量子系統執行可靠計算的方法。量子電腦容易出錯，因為其量子位元在處理過程中會受雜訊影響，而容錯能力是指機器在這些錯誤存在下仍能持續產出正確結果的能力。因此，科學家需要能在不需過多硬體的情況下限制些錯誤的技術。

於利希先前的一項研究在無雜訊的理想條件下建模了 50 個量子位元。新專案將該工作延伸至在更真實的環境下檢視 104 個量子位元，協助研究人員評估擬議中的量子機器在受控模擬之外可能的表現。

培育法瞄準更低的硬體需求

NVIDIA 表示，此培育法所需的量子位元可能比以往方法減少 90%。這項減少之所以重要，是因為實用的量子電腦需要大量資源來修正處理錯誤。更低的硬體需求可簡化未來的設計並降低擴充成本。

魔術狀態支援一般錯誤校正方法無法獨立完成的計算。然而，量子處理器在容錯運算過程中會不斷消耗這些狀態，這也是研究人員致力於尋找更快、更有效率產出方式的原因。

團隊測試了雜訊對培育的影響，並找出評估未來改進的方法。其研究結果可在硬體開發商投入資源打造實體原型之前提供指導——即預期的量子位元節省首次面臨模擬以外條件的階段。這些測試方法也支援新藥發現、金融建模與先進材料等研究。

NVIDIA 擴充 GPU 模擬能力

團隊最初使用 NVIDIA 加速量子研究中心的 GB200 NVL72 系統開發其方法。研究人員在移轉至 JUPITER 之前，將測試規模從 4 顆 GPU 擴展至數百顆，最終在 JUPITER 上使用 8,192 顆 GPU 執行更大規模的模擬。

這一進程協助團隊驗證準確性，並比較不同運算環境下的整體效能。它也將原本需要數週的工作縮短至數天，同時為 JUPITER 更龐大的運算資源做好軟體準備。

NVIDIA 使用其 cuQuantum 軟體提升整個系統的模擬效能，同時其 CUDA-Q 平台提供描述容錯量子電路的工具。這兩個平台共同展示了傳統 GPU 超級電腦如何在工程師建造更大的實體處理器之前支援量子研究——這個角色讓 NVIDIA 現有的 GPU 與軟體產品在此類硬體仍處於研究階段時即可服務量子發展。

本文原發表於 Blockonomi。