1,432張GPU如何破解Google的53量子位元電腦？

科學家們最近在量子運算領域取得重大突破！他們運用1,432張NVIDIA A100顯示卡，成功模擬了Google的53量子位元Sycamore量子電路。這項成就不僅展現了傳統電腦系統的極限，更為未來量子研究開創了全新可能性。

研究團隊採用先進的張量網路收縮技術，配合創新的top-k取樣方法，大幅降低了模擬量子電路所需的記憶體與運算資源。透過將完整的張量網路切割成較小的區塊，他們成功在相對有限的硬體條件下，完成了這項被視為不可能的任務。

特別值得一提的是，團隊開發的top-k取樣法能自動篩選出機率最高的位元串，不僅提升了線性交叉熵基準(XEB)的準確度，更讓整個模擬過程更加快速且可擴充套件。這項技術經過30量子位元、14層閘極電路的測試驗證，結果與理論預測完美吻合。

在運算效率方面，研究人員透過最佳化張量索引順序、減少GPU間的資料傳輸，實現了顯著的效能提升。實驗顯示，增加記憶體容量(如80GB、640GB到5120GB)能有效降低運算時間複雜度。團隊採用的8×80GB記憶體配置方案，更為高效能運算樹立了新標竿。

這項突破性研究不僅重新定義了傳統系統模擬多量子位元電腦的能力，更為量子運算的未來發展提供了關鍵工具與方法論。隨著演演算法持續最佳化，科學家們期待能在模擬更大規模量子電路的道路上取得更多進展。

這項刊登在《國家科學評論》的研究，由趙顯赫、鍾漢森等學者共同完成，標誌著量子技術發展的重要里程碑。