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高性能计算与量子模拟研讨会召开

2019-11-02

共议量子计算前沿进展和超级计算新技术新方法,共谋高性能计算和量子模拟协同创新。鹏城实验室量子计算研究中心和国家超级计算深圳中心、中国计算机学会深圳分部联合主办的“高性能计算与量子模拟研讨会”111日在深圳超算召开。鹏城实验室、中国工程物理研究院、南方科技大学、中山大学等高校、机构及企业的专家、学者出席了研讨会,并围绕着中国量子计算研究的进展、未来超级计算机与量子计算机的应用领域等进行深入探讨。

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(深圳超算中心主任冯圣中)

冯圣中研究员作了“超级计算发展若干趋势与深圳超算布局”的报告。他指出,新时代是我国超级计算发展的黄金时代。器件、系统、应用、生态等各方面创新活跃、发展迅速。深圳超算将以支撑先行示范区建设为总体目标,积极为科技创新和产业创新提供有力支撑,同时,发挥自己高性能计算的优势,选择重点方向,和鹏城实验室、深圳湾实验室等机构合作,在超算应用创新方面,做出自己的贡献。

中国工程物理研究院研究生院副教授李颖博士、南方科技大学副教授陈伟强博士、信息工程大学副教授王立新分别介绍了其与其团队在量子计算领域取得的最新科研成果。

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(李颖教授)

李颖介绍了量子计算机上的抗错量子计算。他指出,在具有数百万个量子位的可伸缩量子计算机上,通过使用纠错码保护量子信息,可以实现可靠结果的量子计算。但是,这种容错量子计算在短期内不可行。李颖介绍了两种替代方法,使得无需编码即可减少计算错误。这对于不久的将来,我们可以实现的、数量有限的量子比特的量子计算机具有实用性。

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(王立新副教授)

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(陈伟强副教授)

王立新介绍了Shor算法的工作原理和量子傅里叶变换在超级计算机“神威·太湖之光”上的模拟情况。陈伟强介绍了其利用格拉斯曼张量网络算法研究的蜂窝状格子上t-J模型的整体相图。

在报告中,多位嘉宾提到,目前量子计算机主要处于实验室阶段,利用量子模拟器研究量子计算不仅能方便科研工作者研究、展示,也能更好地向社会大众科普量子计算相关知识。

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(袁声军副研究员)

“在传统电子计算机上模拟通用量子计算机是一个非常具有挑战性的前沿研究。” 武汉大学物理科学与技术学院教授袁声军在题为量子模拟器与高性能计算”的报告中分析了量子计算模拟器在高性能计算机集群上运行的难点。他指出,量子计算调控的基本单元是量子比特,在超级计算机模拟中,每增加一个量子比特就需要将计算机的内存增加一倍,例如模拟一个拥有45个量子比特的量子计算机,需要至少500 TB的内存。

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(李绿周教授)

中山大学数据科学与计算机学院教授李绿周博士在题为“量子模拟器概况”的报告中指出,乐观估计,十年内我们就会拥有数十个可用的高质量量子比特,届时,将对量子软件有巨大需求。一方面,我们要基于现有平台,建设量子模拟器,方便科研人员使用,同时为大众提供科普教育,使得通用量子计算机问世时,学者和大众都能更好地使用它;另一方面,为了量子设备与传统计算机的互联、编程、交互,从现在开始要设计接入方法。在报告中,李绿周介绍了鹏城实验室在“量子算法与软件云平台”的研究项目中有关量子模拟器的研究规划情况。

徐鹏翔副研究员

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范登栋博士

鹏城实验室量子计算研究中心副研究员徐鹏翔博士、工程师范登栋博士分别介绍了其中心搭建的量子计算模拟器硬件支撑平台和软件的概况。

今年7月,鹏城实验室量子计算研究中心曾到访深圳超算,双方就量子计算领域合作进行了深入交流。冯圣中表示,此次研讨会为促进高性能计算与量子模拟领域学者的交流合作提供了平台,深圳超算将以超算平台为基础、以高性能算法创新为抓手,为量子计算模拟器“加速”,支撑量子计算技术创新。

合照 

鹏城实验室建设是广东省委、省政府瞄准新一轮创新驱动发展需要,打造国家实验室“预备队”,建设创新型广东,推进深圳率先建设社会主义现代化先行区的重大部署。其由政府主导,以哈尔滨工业大学(深圳)为依托单位,与包括深圳国家超算中心在内的高校、科研院所、企业等十多个优势单位共建。目前,鹏城实验室已设有网络通信、人工智能、网络安全、机器人、量子计算5个研究中心和1个前沿学术中心。

国家超级计算深圳中心于2009年获国家科技部批准成立,是深圳建市以来投资规模最大的国家级重大科技创新基础设施,是深圳作为创新型城市的名片。中心坚持以技术为引领、以市场为导向、以品质为追求、以服务为根本,在科学计算、工程计算、生物医药、动漫渲染、海洋石油等领域支持国家科技创新,成果卓著。中心是世界上最早布局云计算、大数据、人工智能的超算中心之一,2009年建立之初,就迅速组建了深圳云计算中心,联合相关企事业单位,开展智慧城市等方面技术创新与服务。深圳公安云已经在为每一位市民保驾护航,深圳健康云正在努力削平医疗资源和服务的不均衡,深圳教育云将让中学生来揭示AI的奥秘。目前中心云计算、大数据和人工智能机构用户超过2万家,个人用户超过1200万人。