英伟达于10月19日宣布，在德国于利希超级计算中心（Jülich Supercomputing Centre）完成了迄今规模最大的容错量子计算综合模拟。该模拟基于欧洲首台百亿亿次超级计算机JUPITER，动用8192块GPU，针对104个量子比特的容错量子计算系统展开验证，核心目标是探索并确认“魔态培育”（Magic State Cultivation）方案的可行性。
魔态培育是一种面向容错量子计算的资源优化方案。此前生成通用容错量子计算所需的非Clifford T态，通常依赖“魔态蒸馏”协议，而该方法物理量子比特开销极大，据测算会占据量子计算机总物理比特的90％至95％。魔态培育则先利用小型、可交互的颜色码生成并提纯量子态，再通过码切换将其嫁接到表面码中，从而大幅压缩所需物理比特数量。英伟达方面表示，与以往方法相比，该方案消耗的物理量子比特减少了90％。
本次模拟的另一关键特征在于噪声条件的真实性。此前于利希的同类研究仅在理想、无噪声条件下模拟了50个量子比特，而此次是在真实硬件噪声下模拟魔态培育，使研究人员能够观察噪声对容错量子计算的影响，并在硬件构建之前优化设计方案。技术路径上，团队先在英伟达加速量子研究中心的GB200 NVL72系统上将方法从4块GPU扩展至数百块，再迁移至JUPITER的8192块GPU，使原本需要数周的模拟缩短至数天。所用软件为cuQuantum库以及CUDA-Q平台的容错逻辑层。
JUPITER由于利希超级计算中心运营，核心为Eviden提供的JUPITER Booster，配备约24000颗英伟达GH200 Grace Hopper超级芯片，可每秒执行百亿亿次计算，于2025年正式投入使用。该项目由德国与欧洲共建，一半资金来自欧洲高性能计算联合项目（EuroHPC JU），四分之一来自德国联邦研究、技术和航天部，四分之一由北威州文化和科学部通过高斯超级计算中心提供。
此次模拟的时机与谷歌量子AI团队的进展形成呼应。2026年10月15日，谷歌在《Science》发表研究，首次在Willow超导量子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，同时表示该成果仍需在更大规模上验证。英伟达此次模拟正是针对这一验证空白。同日，Quantinuum亦宣称其Helios机器取得创纪录的逻辑保真度，容错量子计算的工程化竞赛正在加速。
英伟达CEO黄仁勋表示，有用的量子计算将需要极其复杂、容错的系统，理解它们在大规模下的行为对构建这些系统至关重要。于利希超级计算中心主任Kristel Michielsen指出，欧洲对JUPITER的投资使研究人员能够探索此前无法触及的问题，并帮助科学家挑选最有可能带来实用应用的设计方案。随着模拟能力与硬件进展相互验证，量子计算在药物研发、金融建模和材料科学等领域的应用路径有望进一步清晰。
该文观点仅代表作者本人，企服科学平台仅提供信息存储空间服务。
