Ученые использовали 7000 графических процессоров для детального моделирования крошечного квантового чипа
Исследователи из Беркли смоделировали каждый физический аспект квантового чипа перед его изготовлением, используя суперкомпьютер Perlmutter для выявления проблем на раннем этапе проектирования
Короткое резюме
Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли совершили прорыв в проектировании квантовых чипов, проведя беспрецедентно детальное моделирование с использованием почти 7000 графических процессоров суперкомпьютера Перлмуттер. Они смоделировали каждый физический аспект крошечного чипа размером 10 миллиметров, включая материалы, компоновку и поведение кубитов, что позволило выявлять проблемы до начала производства.
В отличие от традиционных подходов, которые упрощают чипы до «черных ящиков», новый метод использует инструмент моделирования ARTEMIS для полноволнового физического моделирования в временной области. Это позволяет учитывать нелинейные эффекты и отслеживать, как сигналы распространяются и взаимодействуют внутри чипа, включая связь между кубитами и паразитные наводки. Проект стал одним из самых амбициозных квантовых исследований на Перлмуттере, разбив чип на 11 миллиардов сеточных ячеек.
Следующим шагом станет количественное сравнение симуляций с реальными экспериментами после изготовления чипа, что позволит уточнить модели. Этот подход, разработанный в сотрудничестве нескольких лабораторий Беркли, ускорит создание более мощных и производительных квантовых процессоров, открывая новые возможности для научных исследований.
Беспрецедентный масштаб моделирования
Использование почти 7000 графических процессоров (GPU) суперкомпьютера Перлмуттер для моделирования чипа с 11 миллиардами сеточных ячеек за 7 часов
Физическая детализация вместо «черного ящика»
Моделирование учитывает реальные материалы, компоновку, форму резонаторов и поведение металлических проводников, а не упрощает чип
Моделирование в временной области
Использование уравнений Максвелла во временной области позволяет учитывать нелинейные эффекты и эволюцию сигналов
Ускорение разработки квантового оборудования
Метод позволяет выявлять проблемы на раннем этапе проектирования, что сокращает время и затраты на создание нового оборудования
Текст сгенерирован с использованием ИИ
