美国的科学家们这次用了7168块GPU的超强火力,给我们带来了一个巨大的惊喜:他们在短短一天时间里,就在Perlmutter这台超级计算机上完成了一项前所未有的壮举。这个团队用了Perlmutter超算上的7168块英伟达GPU,把时间整整耗费了24小时,才完成了一个非常庞大的任务:模拟一块只有10毫米见方、厚度只有0.3毫米、蚀刻线宽甚至细到1微米的量子微缩芯片。这个模拟任务特别复杂,为了把这个微芯片的结构和功能捕捉得非常准确,研究人员把它划分成了高达110亿个网格单元。 通过Perlmutter的强大算力支持,团队在短短7小时内就运行了超过一百万个时间步长,并且在一天内就高效评估了三种不同的电路配置。这次模拟不再是以前那种只看输入和输出(也就是所谓的“黑盒”)的方式,而是实现了真正的“全波物理级模拟”,把芯片的材料、金属布线方式还有谐振器的形状全都算得清清楚楚,甚至连量子比特之间的通信过程都模拟出来了。 这个任务是由美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的科学家们一起完成的。他们希望通过这次模拟来验证和优化下一代量子硬件的设计。这个过程用到了位于美国国家能源研究科学计算中心(NERSC)的Perlmutter超算系统。因为这次任务太庞大,所以他们调用了这个系统上几乎全部的7168块英伟达GPU来参与计算。 研究人员依托百亿亿次级建模平台ARTEMIS,结合经典微波工程和超低温量子物理需求,不仅精细还原了芯片的材质和金属布线方式,还通过求解麦克斯韦方程组在时域内重现了非线性行为。他们在物理制造之前就能对量子芯片进行全方位虚拟测试,这就能让他们及早发现潜在的设计缺陷,从而大幅降低昂贵的物理试错成本。 下一步他们打算开展更深入的定量模拟,在频域内分析系统光谱行为,并且最终把模拟数据和实际制造出来的物理芯片进行对比校准。IT之家表示这次研究展示了人工智能在IT领域带来的巨大变化。Unprecedented Perlmutter Simulation Details Quantum Chip也表明了这次模拟量子微缩芯片是一项前所未有的挑战与成就。