Учёные использовали 7000 GPU для детального моделирования квантового чипа

Исследователи из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (LBNL) провели беспрецедентное по детализации моделирование квантового чипа, задействовав почти все 7168 графических процессоров суперкомпьютера Perlmutter. Цель работы — ускорить разработку следующего поколения квантового оборудования за счёт точного прогнозирования поведения чипов до их физического изготовления.

Команда использовала инструмент экзафлопсного моделирования ARTEMIS для симуляции многослойного чипа размером 10 на 0,3 миллиметра с элементами до 1 микрона. Чип был разбит на 11 миллиардов расчётных ячеек, что позволило провести моделирование с учётом физических деталей: материалов, компоновки, формы резонаторов и поведения кубитов.

«Я не знаю никого, кто бы делал физическое моделирование микроэлектронных схем в таком масштабе на всей системе Perlmutter. Мы использовали почти 7000 GPU», — заявил участник проекта Энди Нонака.

Моделирование, выполненное в временной области с использованием уравнений Максвелла, учитывает нелинейные эффекты и эволюцию сигналов, что даёт уникальные возможности для анализа. Как отметила инженер по квантовым вычислениям NERSC Кэти Климко, этот проект стал одним из самых амбициозных квантовых исследований на Perlmutter.

В дальнейшем учёные планируют провести более количественный анализ, чтобы сравнить результаты моделирования с экспериментальными данными после изготовления чипа. По словам директора Quantum Systems Accelerator Берта де Йонга, эта работа — критический шаг вперёд для ускорения разработки более мощных квантовых процессоров.