ابرکامپیوتر JUPITER با شبیه‌سازی کامل 50 کیوبیت رکورد جدیدی به ثبت رساند

اولین ابرکامپیوتر اگزامقیاس (Exascale) اروپا یعنی JUPITER، به تازگی رکورد جهانی کوانتومی را شکسته و برای اولین بار شبیه‌سازی کامل یک کامپیوتر کوانتومی 50 کیوبیتی عمومی را انجام داده است.

پیشرفت جدید حاصل تلاش محققان مرکز ابرکامپیوتر Jülich (JSC) و متخصصان انویدیا است. رکورد جدید آنها از رکورد قبلی 48 کیوبیتی که همچنین توسط محققان Jülich ثبت شده بود پیشی می‌گیرد و قابلیت‌های گسترده سیستم جدید JUPITER که در سپتامبر راه‌اندازی شده را نشان می‌دهد.

در این پیشرفت همچنین از نسخه جدید شبیه‌ساز این شرکت با نام JUQCS-50 استفاده شده که از معماری حافظه ترکیبی ابرچیپ‌های انویدیا GH200 بهره می‌برد. این معماری باعث می‌شود داده‌ها با کمترین میزان کاهش عملکرد از حافظه GPU به حافظه CPU منتقل شوند.

اهمیت پیشرفت جدید ابرکامپیوتر JUPITER

پرفسور «هانس دِ رائِت»، محقق اصلی این پژوهش از Jülich می‌گوید:

«با JUQCS-50، ما می‌توانیم کامپیوترهای کوانتومی عمومی را با دقت بالا شبیه‌سازی کرده و سوالاتی را که هیچ پردازنده کوانتومی موجود نمی‌تواند هنوز حل کند، بررسی کنیم.»

شبیه‌سازی‌ کامپیوترهای کوانتومی به‌عنوان یک میدان آزمایش برای فناوری‌های کوانتومی آینده عمل می‌کنند. دانشمندان با کمک این تکنیک می‌توانند روش‌های مدل‌سازی مولکولی مانند حل‌کننده مقادیر ویژه کوانتومی (VQE) و رویکردهای بهینه‌سازی را بررسی کنند.

اما شبیه‌سازی مدارهای کوانتومی روی سیستم‌های کلاسیک به شدت دشوار است. هر کیوبیت اضافه شده میزان حافظه موردنیاز و نیازهای محاسباتی را دو برابر می‌کند که این موضوع حتی سخت‌افزارهای پیشرفته را به سرعت تحت فشار قرار می‌دهد.

بااین‌حال، از دستاورد جدید محققان JUPITER به‌عنوان گام تعیین‌کننده‌ای به‌سوی آزمایش الگوریتم‌های کوانتومی در مقیاس کامل با استفاده از سیستم‌های کلاسیک یاد شده که این موضوع زمینه را برای پیشرفت‌های سریع‌تر فراهم می‌کند.

شبیه‌سازی جدید به JUNIQ که زیرساخت یکپارچه Jülich برای محاسبات کوانتومی است، اضافه خواهد شد. سپس محققان و شرکت‌های خارجی به این ابزار دسترسی خواهند داشت. انتظار می‌رود JUQCS-50 هم به عنوان یک موتور تحقیقاتی و هم به عنوان معیاری برای ابرکامپیوترهای نسل بعدی عمل کند.