阿里巴巴成功研制出世界最強(qiáng)的量子電路模擬器“太章”

阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)宣布，近日成功研制出世界最強(qiáng)的量子電路模擬器“太章”，量子計(jì)算被視為顛覆現(xiàn)有計(jì)算技術(shù)的下一代技術(shù)，受到全球主要國(guó)家和科技巨頭的重視......

5月8日，阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)宣布，近日成功研制出世界最強(qiáng)的量子電路模擬器“太章”，在全球率先成功模擬了81比特40層的作為基準(zhǔn)的谷歌隨機(jī)量子電路，此前同樣層數(shù)的模擬器只能處理49比特。量子計(jì)算一直是科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)，但實(shí)現(xiàn)十分困難，目前世界公開(kāi)技術(shù)參數(shù)的量子計(jì)算機(jī)只有20幾個(gè)比特。量子電路模擬器的存在，意義在于幫助理解、設(shè)計(jì)量子計(jì)算機(jī)硬件，探索量子算法和應(yīng)用。

阿里巴巴“太章”模擬器與目前主要模擬器模擬谷歌隨機(jī)電路的結(jié)果比較

量子計(jì)算被視為顛覆現(xiàn)有計(jì)算技術(shù)的下一代技術(shù)，受到全球主要國(guó)家和科技巨頭的重視。2016年，谷歌通過(guò)特定隨機(jī)量子電路，模擬了操縱49比特量子糾纏對(duì)，電路的深度達(dá)到40層，成為量子計(jì)算“霸主”。IBM則在2017年11月宣布成功構(gòu)建了50個(gè)比特量子原型機(jī)，從而超越谷歌。微軟則押注拓?fù)淞孔佑?jì)算，開(kāi)發(fā)量子硬件及量子計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)套件。今年3月，谷歌在量子計(jì)算機(jī)研發(fā)上再上一層樓，展示了72比特量子模擬器。百度和騰訊也布局了量子計(jì)算。

據(jù)悉，阿里巴巴的進(jìn)展在一定程度上有助于加快量子計(jì)算機(jī)研發(fā)。“太章”作為軟件模擬器，模擬了操縱量子計(jì)算機(jī)底層的量子糾纏對(duì)，相當(dāng)于驗(yàn)證了量子計(jì)算的算法、系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用演示，為真正的量子計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備了開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)環(huán)境。在實(shí)際物理實(shí)現(xiàn)上，只要是能夠普遍操縱100個(gè)量子糾纏對(duì)以上、搭建了上層的通用量子算法，就有望開(kāi)啟真正意義上的量子時(shí)代。

“太章”模擬的隨機(jī)量子電路規(guī)模（黑線）與谷歌量子硬件可以實(shí)現(xiàn)的規(guī)模（紅線） 比較

阿里巴巴表示，“太章”的結(jié)果打破了谷歌要在這套方案上實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)的原計(jì)劃?！疤隆钡牧硪淮罅咙c(diǎn)是通信開(kāi)銷極小，從而可以基于阿里巴巴集團(tuán)計(jì)算平臺(tái)在線集群的超強(qiáng)算力，完成目前世上最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)都無(wú)法完成的模擬。在64（8x8）比特40層的模擬中，“太章”只需2分鐘即可完成，且只動(dòng)用阿里巴巴計(jì)算平臺(tái)在線集群14%的計(jì)算資源。

阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室由美國(guó)密西根大學(xué)終身教授、世界著名量子科學(xué)家施堯耘牽頭組建。今年初，兩次理論計(jì)算機(jī)最高獎(jiǎng)哥德?tīng)柂?jiǎng)得主、匈牙利裔美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家馬里奧·塞格德（Mario Szegedy）加盟。目前，實(shí)驗(yàn)室正處于人才引進(jìn)的高速增長(zhǎng)時(shí)期。