阿里云發(fā)布量子開(kāi)發(fā)平臺(tái)ACQDP：開(kāi)源自研量子計(jì)算模擬器“太章2.0”

12月23日消息 今日，阿里巴巴發(fā)布阿里云量子開(kāi)發(fā)平臺(tái)(Alibaba Cloud Quantum Development Platform，ACQDP), 開(kāi)源自研量子計(jì)算模擬器“太章2.0”及一系列量子應(yīng)用案例。這將有力地支持從業(yè)人員設(shè)計(jì)量子硬件，測(cè)試量子算法，并探索其在材料、分子發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化問(wèn)題和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。

過(guò)去幾年量子芯片的進(jìn)步使得量子計(jì)算通向?qū)嵱弥返牟淮_定性進(jìn)一步減小。而隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大，對(duì)量子系統(tǒng)及量子算法的測(cè)試與驗(yàn)證變得越來(lái)越有挑戰(zhàn)性。基于經(jīng)典模擬的方法是一個(gè)基本工具，但有其內(nèi)在的瓶頸。比如，目前的存儲(chǔ)技術(shù)最高能存儲(chǔ)不到60量子比特的量子態(tài)。阿里云量子開(kāi)發(fā)平臺(tái)提出原創(chuàng)性的分布式張量網(wǎng)絡(luò)收縮算法，開(kāi)辟了量子電路模擬新方向，可實(shí)現(xiàn)比其他方法更大規(guī)模的模擬。

達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室在量子計(jì)算的經(jīng)典模擬方向長(zhǎng)期處于國(guó)際領(lǐng)先。此前，其自研的“太章1.0”提出了獨(dú)創(chuàng)的張量網(wǎng)絡(luò)收縮的動(dòng)態(tài)拆分辦法，大幅減少量子電路模擬的代價(jià)，為學(xué)界與業(yè)界廣泛采用。此次開(kāi)源的內(nèi)核量子引擎“太章2.0”通過(guò)進(jìn)一步的算法創(chuàng)新，再次大幅度降低資源消耗。

今年5月實(shí)驗(yàn)室用“太章2.0”模擬了2019年 “谷歌量子霸權(quán)”宣稱用的量子電路，將其設(shè)計(jì)的經(jīng)典計(jì)算耗時(shí)超一萬(wàn)年的任務(wù)，壓縮至20天內(nèi)完成，比其它最好的方案改進(jìn)了四個(gè)數(shù)量級(jí)。業(yè)界人士估計(jì)，若通過(guò)硬件資源的進(jìn)一步優(yōu)化，特別是提升GPU使用效率，該算法有望將模擬時(shí)間壓縮到2天以內(nèi)。這一系列工作引起學(xué)術(shù)界對(duì)量子計(jì)算與經(jīng)典計(jì)算邊界的重新思考。

ACQDP還包括達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室自研的支持上萬(wàn)量子比特（4-層，3度）的量子近似優(yōu)化算法模擬，以及基于實(shí)驗(yàn)噪聲模型的糾錯(cuò)碼性能模擬等量子算法和應(yīng)用。這可以解決僅靠理論分析無(wú)法解決的實(shí)驗(yàn)和評(píng)估問(wèn)題。基于這一開(kāi)放平臺(tái)，量子計(jì)算的研究人員可對(duì)不同的場(chǎng)景自定制算法，以進(jìn)一步提高模擬效率；而發(fā)展出來(lái)的方案和算法，有望推動(dòng)量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)，催生量子計(jì)算的實(shí)用優(yōu)勢(shì)。

達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家正在調(diào)試量子計(jì)算設(shè)備（圖片

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