Создана детальнейшая симуляция квантового чипа на суперкомпьютере

Международная группа исследователей использовала суперкомпьютер Perlmutter для проведения беспрецедентно детального моделирования квантового микрочипа. На симуляцию, которая заняла 24 часа, было задействовано почти все вычислительные мощности системы — 7168 графических процессоров NVIDIA.

Многослойный чип размером 10×10 мм и толщиной 0,3 мм с элементами шириной всего 1 микрон. Автор: Чжи Джекки Яо/Беркли Лэб

Моделирование выполнено с помощью инструмента ARTEMIS, разработанного в рамках проекта Министерства энергетики США по созданию экзафлопсных вычислений. Исследователи дискретизировали чип на 11 миллиардов ячеек сетки и выполнили более миллиона временных шагов за семь часов.

«Я не знаю никого, кто когда-либо выполнял физическое моделирование микроэлектронных схем в полном масштабе системы Perlmutter. Мы использовали почти 7000 GPU», — отметил Энди Нонака.

Чжи Джекки Яо подчеркнул уникальность подхода: «Мы выполняем симуляцию на уровне полноволновой физики, учитывая материалы чипа, компоновку, проводники из ниобия, размеры и формы резонаторов. Нас интересуют эти физические детали, и мы включаем их в нашу модель».

Симуляция не только показала физическое устройство чипа, но и воспроизвела взаимодействие кубитов между собой и с другими элементами квантовой схемы. В будущем команда планирует провести количественный анализ работы чипа и сравнить результаты моделирования с реальным прототипом после его изготовления.