英伟达量子容错模拟创纪录：104 量子比特、物理比特减少 90%
10月20日，据报道，英伟达宣布在德国于利希超级计算中心开展了创纪录的容错量子计算模拟。研究人员利用欧洲最大规模的超级计算机 JUPITER 完成此次工作，这是一个基于 GH200 超级芯片组成的系统，动用了 8192 块 GPU 模拟 104 量子比特的容错量子计算，是迄今为止针对容错量子计算系统规模最大的一次综合模拟。
这次模拟让研究人员得以全面探索并验证魔态培育方案。与以往方法相比，它消耗的物理量子比特数量减少了 90%。此前生成通用容错量子计算所需的非 Clifford T 态，通常依赖魔态蒸馏协议，物理比特开销极大，据测算会占据量子计算机总物理比特的 90% 至 95%；魔态培育则先用小型、可交互的颜色码生成并提纯量子态，再通过码切换将其嫁接到表面码中，从而大幅压缩所需比特数量。
模拟还揭示了噪声对容错量子计算的影响，使研究人员能够在构建硬件之前优化设计方案，据称这将使实现实用型量子计算机的进程缩短数年。技术细节上，于利希此前的同类研究只在理想无噪声条件下模拟了 50 个量子比特，本次是在真实硬件噪声下进行；团队先在 GB200 NVL72 系统上把方法从 4 块 GPU 扩展到数百块，再迁移到 JUPITER 的 8192 块 GPU，把原本需要数周的模拟缩短到数天，所用软件为 cuQuantum 库和 CUDA-Q 平台的容错逻辑层。
值得一提的是，10 月 15 日谷歌量子 AI 团队刚在《Science》发表研究，首次在 Willow 超导量子处理器上实现魔态培育，将误差降低约 40 倍并生成逻辑保真度 99.99% 的 T 态，同时表示仍需在更大规模上验证，而英伟达这次模拟正是针对这一空白。就在同一天，Quantinuum 也宣称其 Helios 机器取得创纪录的逻辑保真度。
