英伟达量子模拟在 JUPITER 上对 104 量子比特协议进行建模

英伟达于 2026 年 10 月 19 日宣布，其量子模拟研究已在欧洲的 JUPITER 超级计算机上完成一项 104 量子比特协议的建模。团队与于利希超级计算中心的研究人员合作，使用 8,192 块英伟达 GH200 GPU 对制备容错计算所需特殊量子态的过程进行了建模。这项工作是在传统计算硬件上进行的模拟，并非运行一台已建成的容错量子计算机。

要点

• 该模拟对一项涵盖 104 个物理量子比特的协议进行了建模，其中包括数据量子比特和辅助量子比特。
• 研究人员测试了较简单的量子模型可能忽略的硬件缺陷。
• 该项目旨在支持量子处理器设计，而非展示商业量子应用。

目录

• 英伟达量子模拟聚焦资源密集型任务
• 精细误差建模加大计算负担
• 研究基准，而非商业部署
• 结论

英伟达量子模拟聚焦资源密集型任务

英伟达关于 JUPITER 模拟的技术说明介绍了有关魔态制备的研究。这些经过特殊制备的量子态能够实现通用量子计算所需的操作，但要可靠地生成这些状态，可能会消耗量子计算机相当大一部分资源。

团队研究了一个称为魔态培育的过程：在小型纠错码中制备一个量子态，检查其是否存在故障，并将其扩展为更大的编码。了解误差如何影响这一过程，有助于研究人员评估未来处理器所需的资源和误差控制方法。

精细误差建模加大计算负担

该模型纳入了相干相位误差——这类误差可能累积并相互干扰——以及泄漏，即超导量子比特脱离其通常的两个计算能级。因此，研究人员对选定位置采用了第三个能级进行建模，增加了模拟的复杂性。

为使计算可行，软件在保留操作依赖关系和测量统计特性的同时，重新组织了操作。软件还在量子比特完成测量并释放后重复利用存储空间，使团队能够以规模更小、随时间演化的量子态跟踪完整协议。

相关开发和验证工作在英伟达加速量子研究中心进行，同时在 JUPITER 上开展大规模运行。这种并行工作流程使软件测试得以持续进行，无须等待规模最大的超级计算机资源分配。

研究基准，而非商业部署

这项工作的实际价值在于为研究硬件缺陷如何在量子电路中传播提供了更精细的参考。研究人员可以利用这一参考测试更紧凑的模拟方法，并探究处理器设计中哪些误差值得重点关注。

该公告并未证明量子计算已实现商业部署，也未量化其对英伟达的财务贡献。公告所述的长期目标是将含噪魔态制备的表现与量子应用所消耗操作的质量和成本联系起来。

结论

这一成果为研究人员提供了详细基准，用于研究容错量子计算中一项要求严苛的组成部分。公告提出的下一步研究工作是将这一工作流程应用于不同的泄漏模型、电路调度方案和纠错协议；公告未说明时间表。

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