重温量子霸权:利用混合CPU/GPU高性能计算集群模拟悬铃木级量子电路

该研究团队提出了一种高效模拟量子电路执行的框架,这些电路原本是为验证量子优越性而设计。基于先前仅使用CPU的方法,该工作采用NVIDIA A100 GPU构建量子态,再通过N个并行CPU任务实现分布式测量采样。通过模拟53量子比特、14循环的悬铃木电路,研究人员获得了0.549的线性交叉熵基准(XEB)分数,显著优于谷歌参考数据公布的0.002分数。针对更复杂的53量子比特20循环电路,该团队使用100个CPU任务在1小时15分36秒内完成了250万次完整采样,相较谷歌原始经典计算预估实现了6.95×10^7倍加速。研究表明,若部署1000个CPU任务,预计耗时约17分35秒,仅比基于量子处理器的原始实验慢12分钟。这些成果表明“量子优越性”并非固定标准,而是持续演进的标靶。此外,经典-量子混合策略可能比既往认知具有更广泛的近期实用价值。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-08 08:55

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