英伟达创纪录容错量子模拟 物理比特减九成

时间：当地时间2026年10月19日发布，北京时间10月20日 地点：德国北莱茵-威斯特法伦州于利希，Jülich Supercomputing Centre（JSC）于利希超级计算中心 关键人物与机构：英伟达研究团队，英伟达加速量子研究中心（NVAQC），于利希超级计算中心主任Kristel Michielsen，英伟达创始人兼CEO黄仁勋 事件详情：英伟达宣布，其研究团队在JUPITER（"木星"）超级计算机上完成104个量子比特的容错量子计算模拟。这是迄今为止针对容错量子计算系统规模最大的一次综合模拟。研究使用JUPITER上的8192块GH200 Grace Hopper超级芯片，配合cuQuantum软件库与CUDA-Q平台的容错逻辑计算层完成。英伟达称，模拟全面验证了"魔态培育"（Magic State Cultivation）这一容错技术路线，与传统"魔态提纯"方案相比，所需物理量子比特数量减少约90%。 技术细节：本次模拟针对容错计算的关键环节，纳入了相干相位噪声与三能级泄漏等现实硬件噪声，编码后的态矢量需追踪约35.2万亿个复振幅，占用约512 TiB分布式GPU内存。团队先在英伟达加速量子研究中心的GB200 NVL72系统上把规模从4块GPU逐步扩展到数百块，验证方法、精度与计算资源的关系，再迁移到JUPITER的8192块GPU上，把原本需要数周的模拟工作压缩至数天。黄仁勋表示，有用的量子计算将需要极其复杂的容错系统，理解这些系统在大规模下的运行方式是构建它们的关键。 背景：量子比特极易受环境干扰，容错量子计算依靠量子纠错压低错误率，而计算过程会持续消耗用于通用运算的"魔态"。传统魔态提纯协议的物理比特开销极大，据测算会占到整机物理比特的90%至95%，这也是实用化量子计算机面临的主要瓶颈。此前于利希团队曾在JUPITER上完成50量子比特的完整模拟，但那是理想无噪声条件下的结果。2026年10月15日，谷歌量子AI团队在《Science》发表研究，首次在实体Willow超导处理器上实现魔态培育，将误差降低约40倍，并生成逻辑保真度达99.99%的T态，同时表示仍需更大规模验证。同一天，Quantinuum也宣称其Helios机器取得创纪录的逻辑保真度。 影响与解读：意义在于经典超算正在成为量子硬件的"预验证层"。理论上可行的方案未必能在真实噪声下稳定运行，先用GPU超算建模，可以在投入高昂的量子硬件制造之前评估纠错方案、提前发现错误来源，把研发周期缩短数年。潜在应用方向包括药物研发、金融建模与材料科学。对英伟达而言，这把竞争边界从AI训练推理与高性能计算延伸到量子研发基础设施。需要提醒的是，本次成果是在经典超算上的量子计算模拟，并不等于已建成可稳定运行通用算法的104量子比特容错计算机；减少的九成指的是魔态制备方案的物理比特需求，而非整机硬件需求的整体下降，且英伟达未公开"90%"所对比的具体基准，研究界对其纪录主张也尚未独立验证。 总结：英伟达用8192块GPU在JUPITER上完成104量子比特容错模拟，为"魔态培育"这一省比特路线提供了迄今规模最大的噪声环境验证。若后续在真实量子硬件上得到复现，将显著降低容错量子计算的资源门槛，也可能让GPU超算在量子时代继续保持基础设施地位。 参考来源： 1. NVIDIA Newsroom（官方新闻稿）：https://nvidianews.nvidia.com/news/fault-tolerant-quantum-computing-simulation-jupiter 2. Quantum Computing Report：https://quantumcomputingreport.com/nvidia-and-julich-run-104-qubit-magic-state-cultivation-simulation-on-jupiter-supercomputer/ 3. Data Phoenix：https://dataphoenix.info/news/nvidia-jupiter-fault-tolerant-quantum-simulation 4. Wedoany：https://en.wedoany.com/shortnews/493600.html 5. 新浪财经（IT之家）：https://finance.sina.com.cn/tech/digi/2026-10-20/doc-inivvnpx6594288.shtml 6. 今日头条（IT之家）：https://www.toutiao.com/article/7698524237581140495 7. 新浪科技（深度解析）：https://k.sina.com.cn/article_5953189932_162d6782c067051duk.html?loc=1 8. 海峡都市报：https://dzb.hxnews.com/news/kjzx/202610/20/2274862.shtml 9. The Meridiem：https://www.themeridiem.com/trends/2026/10/19/nvidia-validates-90-qubit-cut-in-quantum-error-fix