富士通开发出全球最快的量子计算机模拟器

（全球TMT2022年4月8日讯）富士通近日宣布，已经成功开发出全球最快的量子计算机模拟器，并运行在富士通 PRIMEHPC FX 700超级计算机集群系统上，能够处理36量子位的量子电路。该系统配备了与全球最快超级计算机“富岳（Fugaku）”一样的A64FXCPU。

新开发的量子模拟器能够以高速并行的方式运行量子模拟器软件“Qulacs”，其性能约为业内其它主流量子模拟器的两倍。富士通的新量子模拟器将成为开发量子计算应用的重要桥梁，使得这些应用在未来几年内能够投入实际使用。

基于这一里程碑式的突破，从2022年4月1日起，富士通与富士胶片公司（以下简称富士胶片）将围绕量子计算在材料科学领域的应用展开联合研究。

展望未来，富士通将进一步加快量子计算机开发的步伐，力争在2022年9月前开发出40量子位模拟器，并与来自金融、药物研发等领域的客户一起展开量子计算应用的联合研发。

全新36量子位量子模拟器提供全球最快的处理速度

富士通开发了分布式并行量子模拟器，并运行在富士通PRIMEHPC FX 700超级计算机上的64节点集群系统。

PRIMEHPC FX 700配备了与超级计算机“富岳”相同的A64FX CPU，在双精度浮点运算中可以实现3.072 TFLOPS的理论峰值性能。它还配备了32GB内存，每秒1,024 GB的高带宽，通过InfiniBand^[连接各节点的速度为每秒12.5GB。

新的量子模拟器采用了“Qulacs”软件，它是由大阪大学和QunaSys公司开发的全球最快的量子模拟器软件之一，在移植到A64FX时，通过使用SVE（可伸缩矢量扩展）指令^[同时执行多个计算，使内存带宽的性能达到最大化。

MPI（信息传递接口）实现了Qulacs的分布式并行运行，并通过重叠计算和通信实现了数据传输，使网络带宽最大化。富士通还开发了一种新的方法，能够根据量子电路及其运算进程，对部署在集群分布式存储器中的量子位状态进行重新安排，从而进一步降低通信成本。除了“Qulacs”之外，新系统还能与其他量子模拟软件兼容。

富士通量子模拟器使用了Qiskit为量子软件开发者提供了高度便利的开发环境，后者是当前量子计算机软件的主要开发工具之一。通过与QunaSys公司的合作，富士通计划在新的量子模拟器上提供量子化学计算软件Qamuy^[，为执行各种高速量子化学计算提供资源支持。