阿里巴巴开源首个大规模量子模拟平台

过去几年，量子芯片的进步使得量子计算通向实用之路的不确定性进一步减小。而随着系统规模的增大，对量子系统及量子算法的测试与验证变得越来越有挑战性。基于经典模拟的方法是一个基本工具，但有其内在的瓶颈，比如目前的存储技术最高能存储不到60量子比特的量子态。阿里云量子开发平台提出原创性的分布式张量网络收缩算法，开辟了量子电路模拟新方向，可实现比其他方法更大规模的模拟。

达摩院量子实验室在量子计算的经典模拟方向长期处于国际领先。此前，其自研的“太章1.0”提出了独创的张量网络收缩的动态拆分办法，大幅减少量子电路模拟的代价，为学界与业界广泛采用。此次开源的内核量子引擎“太章2.0”，通过进一步的算法创新，再次大幅度降低资源消耗。

（达摩院量子实验室科学家正在调试量子计算设备）

今年5月实验室用“太章2.0”模拟了2019年 “谷歌量子霸权”宣称用的量子电路，将其设计的经典计算耗时超一万年的任务，压缩至20天内完成，比其它最好的方案改进了四个数量级。业界人士估计，若通过硬件资源的进一步优化，特别是提升GPU使用效率，该算法有望将模拟时间压缩到2天以内。这一系列工作引起学术界对量子计算与经典计算边界的重新思考。

同时，ACQDP还包括达摩院量子实验室自研的支持上万量子比特（4-层/3度）的量子近似优化算法模拟，以及基于实验噪声模型的纠错码性能模拟等量子算法和应用。这可以解决仅靠理论分析无法解决的实验和评估问题。基于这一开放平台，量子计算的研究人员可对不同的场景自定制算法，以进一步提高模拟效率；而发展出来的方案和算法，有望推动量子计算机的实现，催生量子计算的实用优势。

“量子计算的实现极具挑战。学术界和产业界需要聚合力量，克服瓶颈，加速创新。”达摩院量子实验室主任施尧耘解释称，“开放研究有利于加速量子时代来临，也是我们尽快向客户和社会提供量子计算服务的最好策略。”

据他介绍，达摩院量子实验室未来将会开源更多的成果并输出给研究合作者。此外，团队聚焦研究的不同于主流的量子比特fluxonium ，在不久的将来也会有更新的成果与各界分享。