阿里巴巴重大突破：研制出全球最强量子电路模拟器

5月8日消息，阿里巴巴表示达摩院量子实验室近日研发出当前世界最强的量子电路模拟器“太章”，率先成功模拟了81比特40层作为基准的谷歌随机量子电路。此前，达到这个层数的模拟只能处理49比特。

图1：阿里巴巴“太章”模拟器与目前主要模拟器模拟谷歌随机电路的结果比较

作为颠覆性技术，量子计算一直是科学研究的前沿热点。但量子计算的实现十分困难，目前世界公开技术参数的量子计算机只有20几个比特。量子电路模拟器的存在，意义在于帮助理解、设计量子计算机硬件，探索量子算法和应用。

“太章”首次使得验证及测试50-200量子比特的“中等规模”量子算法成为可能, 从而为辅助设计中等规模量子算法、量子软件乃至量子计算机提供了一个有力的工具。

2018年3月，谷歌发布了研制全球首个高质量72比特量子计算机的计划，且于此前提出一套实现“量子霸权”的随机量子电路方案。阿里巴巴表示。“太章”的结果打破了谷歌要在这套方案上实现量子霸权的原计划。

图2：“太章”模拟的随机量子电路规模（黑线）与谷歌量子硬件可以实现的规模(红线) 比较（基于谷歌在[Characterizing quantum supremacy in near-term devices]中对7x7的估计）

“太章”的另一大亮点是通信开销极小，从而可以基于阿里巴巴集团计算平台在线集群的超强算力，完成目前世上最强的超级计算机都无法完成的模拟。在64（8x8）比特40层的模拟中，“太章”只需2分钟即可完成，且只动用阿里巴巴计算平台在线集群14%的计算资源。

阿里巴巴达摩院量子实验室由美国密西根大学终身教授、世界著名量子科学家施尧耘牵头组建。今年初，两次理论计算机最高奖哥德尔奖得主、匈牙利裔美国计算机科学家马里奥·塞格德（Mario Szegedy）加盟。目前，实验室正处于人才引进的高速增长时期。