Масштабная симуляция на Perlmutter
Для моделирования квантового чипа команда использовала более 7 000 GPU NVIDIA суперкомпьютера Perlmutter в Национальном центре научных вычислений энергетических исследований (NERSC). Симуляция позволила исследователям:
- понять работу чипа до его изготовления,
- оценить производительность и возможные проблемы,
- моделировать физические детали микросхемы размером всего 10×10 мм² и толщиной 0,3 мм с микронными гравировками.
Инструменты и методика
Для моделирования применялся ARTEMIS, инструмент экзаскейлового моделирования, разработанный в рамках проекта Exascale Computing Project DOE.
- Электромагнитные модели чипа создавались для оценки распространения сигналов и предотвращения перекрёстных помех.
- В симуляцию включались материалы, компоновка проводников, резонаторы и другие физические детали чипа.
- Система была разложена на 11 миллиардов ячеек сетки, что позволило провести более миллиона временных шагов за семь часов.
«Мы проводим полноволновое физическое моделирование, учитывающее компоновку и свойства материалов, чтобы точно отразить поведение чипа», — отметил Чжи Джеки Яо, один из исследователей проекта.
Результаты и значение
- Симуляция показала работу механизма чипа и взаимодействие кубитов с другими элементами цепи.
- Моделирование в реальном времени и акцент на физическом дизайне сделали работу уникальной и позволили предсказать поведение чипа с беспрецедентной точностью.
«Эта беспрецедентная симуляция стала возможной благодаря сотрудничеству между AMCR, QSA, AQT и NERSC, — отметил директор QSA Берт де Йонг. — Она ускоряет разработку квантового оборудования и открывает новые направления в науке».
Следующие шаги
Команда планирует дополнительные симуляции для:
- количественной оценки спектрального поведения системы,
- проверки точности модели на физическом чипе после его изготовления,
- анализа взаимодействия кубитов в более крупных системах.
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
