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变分量子本征求解器（VQE）是一种用于计算分子系统基态能量的混合量子-经典算法。该研究团队基于配备4×NVIDIA H100 GPU（每张80GB）的高性能计算集群，利用PennyLane量子计算框架，实现了氢分子（H2）在100个键长范围内的势能面计算。研究提出包含四个阶段的系统并行化方案：（1）优化器与即时编译加速实现4.13倍加速；（2）GPU设备加速在4量子比特时达到3.60倍加速，26量子比特时扩展至80.5倍；（3）MPI并行化实现28.5倍加速；（4）多GPU扩展在4张H100 GPU上实现3.98倍加速，并行效率达99.4%。综合优化使H2势能面计算总加速比达到117倍（593.95秒→5.04秒）。通过4至26量子比特的CPU-GPU扩展研究表明，GPU在所有规模上均具优势，加速比介于10.5至80.5倍之间。多GPU基准测试显示近乎完美的扩展性（99.4%效率），并证实单张H100 GPU在达到内存限制前可模拟最多29个量子比特。优化后的实现将运行时间从近10分钟缩减至5秒，实现了可交互的量子化学探索。