据媒体报道，英伟达研究人员利用欧洲首台艾克斯级（Exascale）超级计算机JUPITER，成功模拟了一个包含104个量子比特的量子计算系统。该实验验证了“魔法态培育”（Magic state cultivation）技术的有效性，数据显示该技术可将容错量子计算所需的物理量子比特数量减少90%。
引入真实噪声，突破模拟瓶颈
此次实验在德国于利希超级计算中心（Jülich Supercomputing Centre）进行。研究团队重点考察了量子系统在保持可靠性前提下的运行机制。针对量子处理器易受环境干扰产生错误的问题，研究人员开发了面向容错计算的“魔法态培育”方案，旨在降低复杂计算对物理资源的门槛。
与此前仅在理想条件下实现50量子比特模拟不同，本次实验引入了真实的硬件噪声，使研究人员能够探究早期模拟无法充分代表的错误类型。尽管仍基于经典计算基础设施而非真正的量子处理器，但这一进展显著提升了模拟的真实度。
英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋表示：“实用的量子计算需要极其复杂且具备容错能力的系统。在于利希取得的成果展示了量子处理器与GPU超级计算机如何协同工作，以解决以往难以触及的研究难题，加速变革性量子应用的发现。”
8192颗GPU助力，模拟效率大幅提升
JUPITER超级计算机位于德国北莱茵-威斯特法伦州，为建模复杂量子运算提供了传统系统难以胜任的算力支持。实验中，研究团队使用了英伟达GH200处理器，并将规模扩展至8,192个GPU。
在部署至JUPITER之前，团队已在英伟达加速量子研究中心利用GB200 NVL72系统完成了方法开发与测试。通过将初始测试从4个GPU扩展至数百个，研究人员在迁移前充分评估了性能与准确性。这些准备工作将原本需要数周的模拟时间缩短至几天，极大提高了JUPITER计算资源的利用效率。
此外，团队还借助英伟达cuQuantum软件和CUDA Q平台模拟量子电路，并表征“魔法态培育”涉及的操作。这些结果有助于在制造硬件前评估量子处理器设计，从而可能减少开发过程中昂贵的物理实验需求。
需要注意的是，英伟达的这一成果仍属于模拟范畴。后续实验工作必须进一步验证该技术在實際量子硬件上是否能带来同等程度的收益。