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4月10日消息，富士通近日宣布，已經(jīng)成功開發(fā)出全球最快的量子計(jì)算機(jī)模擬器，并運(yùn)行在富士通 PRIMEHPC FX 700超級計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)上，能夠處理36量子位的量子電路。該系統(tǒng)配備了與全球最快超級計(jì)算機(jī)“富岳(Fugaku)”一樣的A64FX CPU。
新開發(fā)的量子模擬器能夠以高速并行的方式運(yùn)行量子模擬器軟件"Qulacs"，其性能約為業(yè)內(nèi)其它主流量子模擬器的兩倍。富士通的新量子模擬器將成為開發(fā)量子計(jì)算應(yīng)用的重要橋梁，使得這些應(yīng)用在未來幾年內(nèi)能夠投入實(shí)際使用。
基于這一里程碑式的突破，從2022年4月1日起，富士通與富士膠片公司(以下簡稱富士膠片)將圍繞量子計(jì)算在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用展開聯(lián)合研究。
展望未來，富士通將進(jìn)一步加快量子計(jì)算機(jī)開發(fā)的步伐，力爭在2022年9月前開發(fā)出 40量子位模擬器，并與來自金融、藥物研發(fā)等領(lǐng)域的客戶一起展開量子計(jì)算應(yīng)用的聯(lián)合研發(fā)。
富士通首席執(zhí)行官、首席技術(shù)官Vivek Mahajan表示：“我們正站在計(jì)算技術(shù)新時(shí)代的邊緣。得益于數(shù)十年來在計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域積累的領(lǐng)先專業(yè)知識，富士通成功開發(fā)了全球最快的量子模擬器。我們還將這些知識用于與日本理化學(xué)研究所(RIKEN)合作設(shè)計(jì)的超級計(jì)算機(jī)‘富岳’，并在過去兩年里保持了全球最快超級計(jì)算機(jī)的稱號。展望未來，我們的目標(biāo)是利用新的量子模擬器為我們的客戶加速開發(fā)量子計(jì)算相關(guān)應(yīng)用，并通過解決社會面臨的一系列課題與挑戰(zhàn)，為可持續(xù)發(fā)展的世界做出更多積極的貢獻(xiàn)。”
全新36量子位量子模擬器提供全球最快的處理速度
富士通開發(fā)了分布式并行量子模擬器，并運(yùn)行在富士通PRIMEHPC FX 700超級計(jì)算機(jī)上的64節(jié)點(diǎn)集群系統(tǒng)。
PRIMEHPC FX 700配備了與超級計(jì)算機(jī)“富岳”相同的A64FX CPU，在雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算中可以實(shí)現(xiàn)3.072 TFLOPS的理論峰值性能。它還配備了32GB內(nèi)存，每秒1,024 GB的高帶寬，通過InfiniBand連接各節(jié)點(diǎn)的速度為每秒12.5GB。
新的量子模擬器采用了 "Qulacs"軟件，它是由大阪大學(xué)和QunaSys公司開發(fā)的全球最快的量子模擬器軟件之一，在移植到A64FX時(shí)，通過使用SVE(可伸縮矢量擴(kuò)展)指令同時(shí)執(zhí)行多個(gè)計(jì)算，使內(nèi)存帶寬的性能達(dá)到最大化。
MPI(信息傳遞接口)實(shí)現(xiàn)了Qulacs的分布式并行運(yùn)行，并通過重疊計(jì)算和通信實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸，使網(wǎng)絡(luò)帶寬最大化。富士通還開發(fā)了一種新的方法，能夠根據(jù)量子電路及其運(yùn)算進(jìn)程，對部署在集群分布式存儲器中的量子位狀態(tài)進(jìn)行重新安排，從而進(jìn)一步降低通信成本。除了“Qulacs”之外，新系統(tǒng)還能與其他量子模擬軟件兼容。
富士通量子模擬器使用了Qiskit為量子軟件開發(fā)者提供了高度便利的開發(fā)環(huán)境，后者是當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)軟件的主要開發(fā)工具之一。通過與QunaSys公司的合作，富士通計(jì)劃在新的量子模擬器上提供量子化學(xué)計(jì)算軟件Qamuy，為執(zhí)行各種高速量子化學(xué)計(jì)算提供資源支持。
與富士膠片的聯(lián)合研究項(xiàng)目概要
此外，富士通和富士膠片將圍繞計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域的量子應(yīng)用展開聯(lián)合研究，共同開拓創(chuàng)新材料的設(shè)計(jì)方法。該聯(lián)合研究將利用富士通新開發(fā)的量子模擬器，研究和評估分子化學(xué)反應(yīng)計(jì)算中量子計(jì)算的具體算法。
1.研究時(shí)間：2022年4月1日至2023年3月31日
2.研究目的：計(jì)算化學(xué)中的量子計(jì)算技術(shù)運(yùn)用
3.研究內(nèi)容：研究和評估量子計(jì)算在分子化學(xué)反應(yīng)中的具體算法等。
4.角色與責(zé)任：
富士通：
?提供量子模擬器，分析計(jì)算結(jié)果，研究改進(jìn)方法
富士膠片：
?量子化學(xué)計(jì)算的實(shí)施，分析計(jì)算結(jié)果，研究改進(jìn)方法
未來計(jì)劃
展望未來，富士通將繼續(xù)致力于技術(shù)的改進(jìn)，包括其量子門融合技術(shù)，該技術(shù)能夠同時(shí)進(jìn)行多個(gè)量子門的計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模和更高速度的量子模擬器。富士通的下一個(gè)目標(biāo)是在2022年9月前開發(fā)出40量子比特模擬器，并應(yīng)用于金融和藥物研發(fā)領(lǐng)域。富士通將把其在量子模擬器上積累的量子應(yīng)用知識運(yùn)用到量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)當(dāng)中，旨在利用量子技術(shù)盡快解決各類社會課題。
原標(biāo)題：富士通成功開發(fā)全球最快的36量子位量子模擬器
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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