英伟达用8192块GPU完成104量子比特容错模拟，物理比特需求降九成

10月19日（当地时间），英伟达宣布在欧洲最大规模超级计算机 JUPITER 上完成了一次创纪录的量子计算模拟：研究团队动用 8192 块 GH200 超级芯片，完成了 104 个量子比特的容错量子计算模拟，这也是迄今对容错量子处理器最完整的一次模拟。

与以往研究不同，本次模拟并非在理想、无噪声环境下进行。英伟达团队在 JUPITER 上还原了真实硬件噪声条件下量子处理器执行容错计算的全过程，并验证了名为“魔态培育”的技术路线。英伟达称，这一方案有望将魔态制备过程所需的物理量子比特数量减少约 90%，同时把原本需要数周的模拟工作压缩到数天。

支撑这次模拟的是英伟达自家的 cuQuantum 软件与 CUDA-Q 平台。研究团队采取分阶段开发策略，先从 4 块 GPU 起步，逐步扩展到数百块，最终在 JUPITER 上用满 8192 块 GPU。JUPITER 位于德国于利希超级计算中心，由约 24000 颗 GH200 组成，是欧洲首台百亿亿次超算。

这项成果的实际价值在于“在造硬件之前先验证设计”。量子比特工作在物理极限附近，控制它们所引入的噪声无法避免，而容错量子计算需要持续消耗被称为“魔态”的特定量子比特排布。由于反复制备魔态是主要开销，制备环节的优化能大幅降低造出可用量子计算机的难度。通过在贴近真实的噪声条件下模拟，研究人员得以在硬件造出前就预测其表现、优化设计方案，把实用量子计算的到来提前数年。

不过英伟达也明确，此次成果仍属于经典超算模拟，相关技术能否在实际量子硬件上复现，仍需进一步验证。但可以确认的是，GPU 算力与软件平台正加速渗透进量子计算的研发环节，帮助科研人员在药物研发、金融建模和材料科学等领域更快逼近可用方案。