富士通开发出全球最快的量子计算机模拟器
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(全球TMT2022年4月8日讯)富士通近日宣布,已经成功开发出全球最快的量子计算机模拟器,并运行在富士通 PRIMEHPC FX 700超级计算机集群系统上,能够处理36量子位的量子电路。该系统配备了与全球最快超级计算机“富岳(Fugaku)”一样的A64FXCPU。
新开发的量子模拟器能够以高速并行的方式运行量子模拟器软件“Qulacs”,其性能约为业内其它主流量子模拟器的两倍。富士通的新量子模拟器将成为开发量子计算应用的重要桥梁,使得这些应用在未来几年内能够投入实际使用。
基于这一里程碑式的突破,从2022年4月1日起,富士通与富士胶片公司(以下简称富士胶片)将围绕量子计算在材料科学领域的应用展开联合研究。
展望未来,富士通将进一步加快量子计算机开发的步伐,力争在2022年9月前开发出40量子位模拟器,并与来自金融、药物研发等领域的客户一起展开量子计算应用的联合研发。
全新36量子位量子模拟器提供全球最快的处理速度
富士通开发了分布式并行量子模拟器,并运行在富士通PRIMEHPC FX 700超级计算机上的64节点集群系统。
PRIMEHPC FX 700配备了与超级计算机“富岳”相同的A64FX CPU,在双精度浮点运算中可以实现3.072 TFLOPS的理论峰值性能。它还配备了32GB内存,每秒1,024 GB的高带宽,通过InfiniBand[连接各节点的速度为每秒12.5GB。
新的量子模拟器采用了“Qulacs”软件,它是由大阪大学和QunaSys公司开发的全球最快的量子模拟器软件之一,在移植到A64FX时,通过使用SVE(可伸缩矢量扩展)指令[同时执行多个计算,使内存带宽的性能达到最大化。
MPI(信息传递接口)实现了Qulacs的分布式并行运行,并通过重叠计算和通信实现了数据传输,使网络带宽最大化。富士通还开发了一种新的方法,能够根据量子电路及其运算进程,对部署在集群分布式存储器中的量子位状态进行重新安排,从而进一步降低通信成本。除了“Qulacs”之外,新系统还能与其他量子模拟软件兼容。
富士通量子模拟器使用了Qiskit为量子软件开发者提供了高度便利的开发环境,后者是当前量子计算机软件的主要开发工具之一。通过与QunaSys公司的合作,富士通计划在新的量子模拟器上提供量子化学计算软件Qamuy[,为执行各种高速量子化学计算提供资源支持。