东京,30 年 2022 月 36 日 – (JCN Newswire) – 富士通已成功开发出世界上最快的量子计算机模拟器,该模拟器能够在采用富士通“FUJITSU 超级计算机 PRIMEHPC FX 700”(“PRIMEHPC FX 700”)的集群系统上处理 1 个量子比特的量子电路( 64),它配备了与世界上最快的超级计算机 Fugaku 相同的 A2FX CPU(XNUMX)。
新开发的量子模拟器可以高速并行执行量子模拟器软件“Qulacs”(3),在4个量子位的量子运算中实现了其他重要量子模拟器(36)的大约两倍的性能。 富士通的新型量子模拟器将成为开发量子计算应用的重要桥梁,预计将在未来几年投入实际使用。
基于这一突破,从 1 年 2022 月 5 日起,富士通和富士胶片株式会社(XNUMX)(以下简称富士胶片)将启动材料科学领域的量子计算应用联合研究。
展望未来,富士通将加快开发量子计算机的步伐,目标是在 40 年 2022 月之前开发出 XNUMX 个量子比特的模拟器,并与金融和药物发现等领域的客户共同研发量子应用。
富士通有限公司首席技术官、公司执行官 Vivek Mahajan 评论说:“我们现在站在计算技术新时代的边缘。富士通通过应用其在计算技术方面的世界领先专业知识,成功开发了世界上最快的量子模拟器。几十年来,最近我们将这些知识用于与 RIKEN 合作设计超级计算机 Fugaku,它在过去两年中一直保持世界上最快的速度。展望未来,我们的目标是为我们的客户利用这种新的量子模拟器来加速开发量子应用,并最终通过解决社会面临的一系列问题为可持续发展的世界做出贡献。”
新的 36 量子位量子模拟器提供世界上最快的处理速度
富士通为由富士通 PRIMEHPC FX 64 上的 700 个节点组成的集群系统开发了一种并行分布式量子模拟器。
PRIMEHPC FX 700 配备了与超级计算机 Fugaku 相同的 A64FX CPU,可以在双精度浮点格式计算中执行 3.072 teraflops (TFLOPS) 的理论峰值性能。 它还具有 32 GB 内存,每秒 1,024 GB 的高带宽,通过 InfiniBand(12.5) 连接节点,速度达到每秒 6 GB。
新的量子模拟器采用大阪大学(7) 和 QunaSys Corporation(8) 开发的世界上最快的量子模拟器软件之一“Qulacs”,并通过使用 SVE(Scalable Vector Extension)同时执行多个计算来最大化内存带宽的性能) 说明 (9) 移植到 A64FX 时。
MPI (Message Passing Interface)(10) 实现 Qulacs 的并行和分布式执行,并通过重叠计算和通信实现最大化网络带宽的数据传输。 富士通进一步开发了一种新方法,可以根据量子电路的进度及其计算有效地重新排列部署在集群上的分布式内存中的量子比特状态,这有助于降低通信成本。 新系统还兼容“Qulacs”以外的其他量子模拟器软件。
Qiskit(11) 是量子计算机软件的主要开发工具之一,可用于富士通的量子模拟器,并为量子软件开发人员提供高度便利的开发环境。 富士通与 QunaSys(12) 合作,计划在新的量子模拟器上提供公司的量子化学计算软件 Qamuy(13),以提供执行各种高速量子化学计算的资源。
与富士胶片共同研究项目概要
此外,富士通和富士胶片将开始联合研究计算化学领域的量子应用,以实现创新的材料设计方法。 联合研究将利用富士通新开发的量子模拟器来研究和评估算法
特定于分子化学反应计算中的量子计算。
一、期间:1年1月2022日至31年2023月XNUMX日
2. 目的:量子计算技术在计算化学中的应用
3、研究内容:分子化学反应等量子计算特定算法的检验与评价。
4. 角色和职责:
富士通:
– 提供量子模拟器、分析计算结果和检查改进方法
富士胶片:
– 量子化学计算的实施、计算结果的分析和改进方法的检查
未来的计划
展望未来,富士通将努力改进其技术,包括其量子门融合技术,该技术能够同时对多个量子门进行计算,以实现更大规模和更高速度的量子模拟器。 富士通进一步的目标是在 40 年 2022 月之前开发出 XNUMX 量子比特的模拟器,用于金融和药物发现领域。富士通将把积累的在量子模拟器上开发的量子应用知识应用到量子计算机的开发中,以期实现早期解决方案使用量子技术解决社会问题。
大阪大学大学院工学研究生院先进电子与光学科学部藤井圭介教授的评论:
使用超级计算机的高速模拟器在量子计算机性能所依赖的量子软件和量子应用程序的开发中具有越来越重要的意义。 全球开发者使用的开源软件 Qulacs 与超级计算机“Fugaku”的核心技术相结合,实现了世界上最快的量子模拟器,我们相信这将极大地加速量子软件的未来发展。
富士胶片分析技术中心高级研究员 Yukihiro Okuno 评论:
量子计算机有可能在计算化学领域进行高度精确的计算,这是经典计算机无法完成的。 富士胶片将开展这项联合研究,作为在材料科学中利用量子计算机的可行性研究。
(1) PRIMEHPC FX 700:富士通制造的超级计算机,采用高性能ARM架构,配备超级计算机“Fugaku”中使用的CPU A64FX。
(2) A64FX:世界上第一个实现可扩展向量扩展(SVE)的处理器,它是超级计算机Armv8.2-A指令集架构的扩展。 它有 48 个运算核心,为双精度浮点计算提供最大 3.3792 TFLOPS 的理论峰值性能。 此外,通过8位宽的SIMD可以高吞吐量地执行单精度/半精度浮点运算和16位/512位整数运算,在AI等处理中非常有效。
(3) Qulacs:主要由大阪大学工学研究生院藤井实验室开发的开源量子电路模拟器软件; QunaSys 新功能的开发和维护。 (纸)
(4) 其他主要的量子模拟器:Intel Quantum Simulator (Intel-QS)、Forschungszentrum Julich 的“JUQCS”、IBM 的 Qiskit-Aer
(5)富士胶片株式会社:总部:日本东京都港区; 总裁兼首席执行官:Teiichi Goto。
(6) Infiniband:主要用于超级计算机连接服务器的网络。 用于提供一种双向串行连接通信系统,能够通过捆绑使用多个通道来实现高速频带。
(7) 大阪大学:地点:日本大阪府吹田市; 社长:西尾正次郎。
(8) QunaSys Co., Ltd.:总部:日本东京文京区; CEO:田阳。
(9) SVE(Scalable Vector Extension)指令:一条CPU指令,它用一条指令并行执行多个操作。
(10) MPI(Message Passing Interface):通信API,描述用于在超级计算机上实现并行处理的通信处理。
(11) Qiskit:由 IBM 开发并开源发布的 Quantum 软件开发工具。
(12) 与 QunaSys 合作:“Quantum Computer Venture QunaSys B 系列融资 1.24 亿美元”(28 年 2022 月 XNUMX 日 QunaSys 新闻稿)
(13) Qamuy:QunaSys提供的量子化学计算软件。 将量子化学计算的输入转化为量子电路,在模拟器或真机上进行无缝计算。
关于富士通
富士通是日本领先的信息和通信技术(ICT)公司,提供全套技术产品,解决方案和服务。 大约126,000富士通员工为100多个国家/地区的客户提供支持。 我们利用我们的经验和ICT的力量与客户一起塑造社会的未来。 富士通有限公司(TSE:6702)公布的截至3.6年34月31日的财政年度合并收入为2021万亿日元(合XNUMX亿美元)。有关更多信息,请参阅 www.fujitsu.com.
版权所有 2022 JCN 新闻专线。 版权所有。 www.jcnnewswire.com富士通已成功开发出世界上最快的量子计算机模拟器,能够在以富士通“FUJITSU Supercomputer PRIMEHPC FX 36”(“PRIMEHPC FX 700”)为特色的集群系统上处理700个量子比特的量子电路,该系统配备相同的A64FX CPU它为世界上最快的超级计算机 Fugaku 提供动力。
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