富士通开发出世界最快的模拟量子计算机

富士通近日宣布，借助应用能进行超高速计算的量子计算机原理的“模拟量子计算机”，成功实现世界最快的计算速度。富士通相信其模拟器可以实现 IBM 和英特尔其他类似机器的两倍性能，这一成果预计将在未来几年内投入实际使用。

富士通介绍称，它能够在以富士通的 FUJITSU 超级计算机 PRIMEHPC FX 700（PRIMEHPC FX 700）为特色的集群系统上处理 36 个量子比特的量子电路，它配备了与世界上最快的超级计算机 Fugaku 相同的 A64FX CPU。

基于这一突破，从 2022 年 4 月 1 日起，富士通与富士胶片株式会社 将启动材料科学领域的量子计算应用联合研究。

富士通还表示，将加快开发量子计算机的步伐，目标是在 2022 年 9 月之前开发出 40 个量子比特的模拟计算机，并与金融和药物发现等领域的客户共同研发量子应用。

据了解，这款模拟计算机实际上是富士通为 PRIMEHPC FX 700 上的 64 个节点组成的集群系统开发的一种并行分布式量子模拟器。

据介绍，PRIMEHPC FX 700 配备了与超算 Fugaku 相同的 A64FX CPU，可以在双精度浮点格式计算中执行 3.072 teraflops (TFLOPS) 的理论峰值性能，它采用了 32 GB 内存，每秒可达 1024 GB 的高带宽，通过 InfiniBand 节点连接，速度可达每秒 12.5 GB。

这款36 Qubit 量子模拟器使用由大阪大学和 QunaSys Corporation 开发的世界上最快的量子模拟器软件之一“Qulacs”，并通过使用 SVE（可扩展向量扩展）同时执行多个计算来最大化利用内存带宽的性能。当然，新系统也兼容“Qulacs”以外的其他量子模拟器软件。

此外，富士通还设计开发了一种新方法，可以根据量子电路的进度及其计算结果重新排列部署在集群上的分布式内存中的量子比特状态，这有助于降低通信成本。

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