（全球TMT2022年4月8日訊）富士通近日宣布，已經(jīng)成功開發(fā)出全球最快的量子計算機模擬器，并運行在富士通 PRIMEHPC FX 700超級計算機集群系統(tǒng)上，能夠處理36量子位的量子電路。該系統(tǒng)配備了與全球最快超級計算機“富岳（Fugaku）”一樣的A64FXCPU。

新開發(fā)的量子模擬器能夠以高速并行的方式運行量子模擬器軟件“Qulacs”，其性能約為業(yè)內(nèi)其它主流量子模擬器的兩倍。富士通的新量子模擬器將成為開發(fā)量子計算應用的重要橋梁，使得這些應用在未來幾年內(nèi)能夠投入實際使用。

基于這一里程碑式的突破，從2022年4月1日起，富士通與富士膠片公司（以下簡稱富士膠片）將圍繞量子計算在材料科學領(lǐng)域的應用展開聯(lián)合研究。

展望未來，富士通將進一步加快量子計算機開發(fā)的步伐，力爭在2022年9月前開發(fā)出40量子位模擬器，并與來自金融、藥物研發(fā)等領(lǐng)域的客戶一起展開量子計算應用的聯(lián)合研發(fā)。

全新36量子位量子模擬器提供全球最快的處理速度

富士通開發(fā)了分布式并行量子模擬器，并運行在富士通PRIMEHPC FX 700超級計算機上的64節(jié)點集群系統(tǒng)。

PRIMEHPC FX 700配備了與超級計算機“富岳”相同的A64FX CPU，在雙精度浮點運算中可以實現(xiàn)3.072 TFLOPS的理論峰值性能。它還配備了32GB內(nèi)存，每秒1,024 GB的高帶寬，通過InfiniBand^[連接各節(jié)點的速度為每秒12.5GB。

新的量子模擬器采用了“Qulacs”軟件，它是由大阪大學和QunaSys公司開發(fā)的全球最快的量子模擬器軟件之一，在移植到A64FX時，通過使用SVE（可伸縮矢量擴展）指令^[同時執(zhí)行多個計算，使內(nèi)存帶寬的性能達到最大化。

MPI（信息傳遞接口）實現(xiàn)了Qulacs的分布式并行運行，并通過重疊計算和通信實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸，使網(wǎng)絡(luò)帶寬最大化。富士通還開發(fā)了一種新的方法，能夠根據(jù)量子電路及其運算進程，對部署在集群分布式存儲器中的量子位狀態(tài)進行重新安排，從而進一步降低通信成本。除了“Qulacs”之外，新系統(tǒng)還能與其他量子模擬軟件兼容。

富士通量子模擬器使用了Qiskit為量子軟件開發(fā)者提供了高度便利的開發(fā)環(huán)境，后者是當前量子計算機軟件的主要開發(fā)工具之一。通過與QunaSys公司的合作，富士通計劃在新的量子模擬器上提供量子化學計算軟件Qamuy^[，為執(zhí)行各種高速量子化學計算提供資源支持。