Jülich Araşdırma Mərkəzi tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriJUPITER-in dayaqları arasında görünüş. Kredit: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau

Jülich Superkompüter Mərkəzinin tədqiqat qrupu NVIDIA mütəxəssisləri ilə birlikdə kvant simulyasiyasında yeni rekorda imza atıb: ilk dəfə olaraq 50 kubitlik universal kvant kompüteri tam simulyasiya edilib – bu, sentyabr ayında Forschungszentrumda açılmış Avropanın ilk yüksək miqyaslı superkompüteri olan JUPITER-də əldə edilən nailiyyətdir.

Nəticə Jülich tədqiqatçıları tərəfindən 2022-ci ildə Yaponiyanın K kompüterində qurulan 48 kubitlik əvvəlki dünya rekordunu üstələyir. O, JUPITER-in böyük hesablama gücünü nümayiş etdirir və kvant alqoritmlərinin işlənib hazırlanması və sınaqdan keçirilməsi üçün yeni üfüqlər açır . Tədqiqat arXiv preprint serverində dərc olunub .

Kvant kompüter simulyasiyaları gələcək kvant sistemlərinin inkişafı üçün çox vacibdir. Onlar tədqiqatçılara güclü kvant maşınları reallığa çevrilməzdən xeyli əvvəl eksperimental nəticələri yoxlamağa və yeni alqoritmləri sınaqdan keçirməyə imkan verir. Bunlar arasında molekulları və materialları modelləşdirə bilən Variasiya Kvant Öz həlledicisi (VQE) və logistika, maliyyə və süni intellektdə optimallaşdırma problemləri üçün istifadə edilən Kvant Təxmini Optimizasiya Alqoritmi (QAOA) var.

Klassik hesablamanın sərhədlərini itələmək

Adi aparatda kvant kompüterini simulyasiya etmək çox böyük problemdir. Mümkün kvant vəziyyətlərinin sayı eksponent olaraq artır: hər bir əlavə kvant biti və ya qısaca olaraq kubit həm hesablama, həm də yaddaş tələblərini ikiqat artırır.

Təxminən 30 kubit hələ də standart bir noutbukda idarə oluna bilsə də, 50 kubit imitasiya etmək təxminən 2 petabayt (təxminən iki milyon giqabayt) yaddaş tələb edir. Jülich Superkompüter Mərkəzinin direktoru Prof. Kristel Michielsen deyir: “Hazırda yalnız dünyanın ən böyük superkompüterləri bu qədər təklif edir”. “Bu istifadə nümunəsi bu gün yüksək performanslı hesablama və kvant tədqiqatlarında irəliləyişin necə sıx əlaqəli olduğunu göstərir.”

Simulyasiya real prosessorun mürəkkəb kvant fizikasını tam təfərrüatı ilə təkrarlayır. Hər bir əməliyyat, məsələn, kvant qapısının tətbiqi – 2 katrilyondan çox kompleks ədədi dəyərə, 15 sıfırla “2”yə təsir edir. Həqiqi kvant prosessorunun işini dəqiq şəkildə təkrarlamaq üçün bu dəyərlər minlərlə hesablama qovşağında sinxronlaşdırılmalıdır.Daxil edilmiş texnologiya və bant genişliyi ilə JUPITER-in dördlü GH200 node dizaynına ümumi baxış. Hər node dörd GH200 superçipi ehtiva edir, hər biri sıx inteqrasiya olunmuş CPU-GPU cütündən ibarətdir. Kredit: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.03359Daha çox kəşf edin

Elmi sənədli filmlər

Nanotexnologiya xəbərləri

Qatılaşdırılmış maddələrin fizikası

Nanotexnologiya laboratoriya dəstləri

Astronomiya həvəskarları üçün teleskop

Təhsil elmi kursları

Texniki qurğular və elektronika

Fizika tədqiqatı yeniləmələri

elm

Tədqiqat sənədləri bazası

Yeni yaddaş texnologiyası sayəsində irəliləyiş

Rekord, JUPITER superkompüterində istifadə edilən NVIDIA GH200 Superçiplərində mərkəzi prosessorlar (CPU) və qrafika emal bölmələrinin (GPU) sıx birləşməsi nəticəsində mümkün olub. Bu dizayn, GPU yaddaş limitlərini aşan məlumatları minimum performans itkisi ilə müvəqqəti olaraq CPU yaddaşında saxlamağa imkan verir.

Bu hibrid yaddaş sistemindən istifadə etmək üçün NVIDIA Tətbiq Laboratoriyasının mütəxəssisləri (Jülich Supercomputing Center (SC) və NVIDIA arasında təşəbbüs) Jülichin simulyasiya proqram təminatı olan Jülich Universal Quantum Computer Simulator (JUQCS) proqramını təkmilləşdirdilər. Yeni versiya JUQCS-50, hətta verilənlərin hissələri CPU-ya yükləndikdə belə, kvant əməliyyatlarını səmərəli şəkildə yerinə yetirir.

Əlavə yeniliklərə yaddaş tələblərini səkkiz dəfə azaldan bayt kodlaşdırma sıxılma metodu və 16.000-dən çox GH200 Superçip arasında məlumat mübadiləsini davamlı olaraq optimallaşdıran dinamik alqoritm daxildir.

“JUQCS-50 ilə biz universal kvant kompüterlərini yüksək dəqiqliklə təqlid edə və heç bir mövcud kvant prosessorunun hələ həll edə bilmədiyi sualları həll edə bilərik” deyə Jülich Superkompüter Mərkəzinin professoru və tədqiqatın aparıcı müəllifi Hans De Raedt deyir.

Jülichin kvant infrastrukturuna inteqrasiya

JUQCS-50 həmçinin JUNIQ – Kvant Hesablamaları üçün Jülich Vahid İnfrastruktur vasitəsilə xarici tədqiqat institutları və şirkətlər üçün əlçatan olacaq. O, həm tədqiqat vasitəsi, həm də gələcək superkompüterlər üçün etalon kimi xidmət edəcəkdir.

İnkişaf JUPITER Araşdırma və Erkən Giriş Proqramı (JUREAP) çərçivəsində baş verdi. Jülich JUPITER layihə komandasının üzvü və tədqiqatın həmmüəllifi Dr. Andreas Herten izah edir: “İlkin əməkdaşlıq sayəsində Jülich mütəxəssisləri və NVIDIA arasında sıx əməkdaşlıqda JUPITER-in tikinti mərhələsində aparat və proqram təminatı birgə dizayn edilə bilər.

Ətraflı məlumat: Hans De Raedt və digərləri, Heterojen CPU-GPU Arxitekturasından istifadə edən Avropanın İlk Exascale Superkompüterində 50 Qubitin Universal Kvant Simulyasiyası, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.03359

Jurnal məlumatı: arXiv 

Jülich Araşdırma Mərkəzi tərəfindən təmin edilmişdir