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阿瓦隆电子游戏:研究团队想采用全幅模拟的方法来设计模拟器

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2019年10月,谷歌在国际学术期刊《自然》上发表了一篇文章,声称它是第一个实现“量子霸权”的公司:谷歌的“”量子计算原型机可以在200秒内完成100万个量子的采样,而美国最快的“顶点”超级计算机需要1万年才能完成模拟——时间差高达10亿倍。

这一次,中国超级计算应用团队证明,基于新一代神威超级计算,2019年谷歌演示的随机量子电路采样任务也可以在短时间内完成,打破谷歌的“量子霸权”。

中国的量子模拟器SWQSIM可以在304秒内获得一百万个保真度较高的相关样本,一周内获得同样数量的不相关样本。该软件还可以在60小时内完成比Platanus复杂1000倍以上的量子电路仿真,实现100-400位量子电路算法的单幅和多幅仿真,为未来量子计算的发展提供仿真支持。

刘欣介绍说,起初,研究团队想采用全幅模拟的方法来设计模拟器,但这需要太多的内存。后来,他们将设计思想调整为基于张量网络收缩法的单幅模拟,即以牺牲时间复杂度为代价,寻找一个空间复杂度可接受的近似最优路径。最初的性能结果并不令人满意。后来,该团队改进了该方法,使计算速度提高了100多倍。

这个高度均衡的最优解困扰了团队很长时间,组织了3次连续的算法研究。刘欣记得,在周会上,大家都进行了热烈的讨论,甚至辩论,大家都觉得自己是对的。最后,一个团队成员的建议让大家都感觉很好,于是他们在这个方向上进行了实验和改进,最终得到了想要的结果。

获奖的好消息传来后,队员们吃了一顿丰盛的晚餐。庆祝活动结束后,大家表达了自己从事这项工作的收获和经验。三个小时的晚餐,大家回忆了研发过程的各个方面。故事,包括那些“吵得没人关心”的学术冲突。现在每个人都可以明知故犯地微笑,并轻松地放手。

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