英偉達用8192塊GPU刷新量子模擬紀錄，容錯量子計算試圖跨

schedule 2026/10/20 15:41:03

英偉達(NVDA.O)在歐洲最大超級計算機上完成了一項新的量子計算模擬紀錄：利用8192塊GPU模擬104量子比特的容錯量子計算，並驗證了一條可將相關方案所需物理量子比特數量減少約90%的技術路線。

這項結果把量子計算長期面臨的核心難題再次推到前臺。量子比特極易受到環境擾動影響，因此真正可用於複雜計算的系統通常需要大量物理量子比特共同編碼一個更穩定的“邏輯量子比特”。如何在維持足夠低錯誤率的同時減少糾錯所需硬件規模，直接關係到容錯量子計算能否從實驗階段走向可擴展系統。

英偉達此次利用傳統GPU超級計算平臺對大規模量子糾錯方案進行模擬，重點並非用GPU取代量子處理器，而是在真正建造大規模量子硬件之前，對不同糾錯架構、編碼方式和資源需求進行驗證。

104量子比特模擬所使用的8192塊GPU，也顯示出研究複雜容錯量子系統對經典計算資源的需求正在快速上升。

物理量子比特開銷成爲競爭焦點

量子糾錯需要通過冗餘編碼發現並修正錯誤。在主流技術路線中，一個可穩定運行的邏輯量子比特往往需要多個甚至大量物理量子比特支撐。當算法需要數百、數千個邏輯量子比特時，硬件規模可能迅速膨脹，因此減少物理量子比特數量已經成爲行業推進容錯計算的重要方向。

英偉達此次驗證的技術路線如果能夠在實際量子硬件上保持類似效果，意味著構建同等規模的容錯系統時，物理量子比特需求可能下降約90%。這會同時影響芯片規模、控制系統、製冷、誤差校準以及系統集成等多個環節。

量子糾錯近期也成爲多家量子計算公司的技術競爭重點。《華爾街日報》週一報道，Quantinuum稱其Helios量子計算機在新的糾錯測試中實現了每100萬次操作約5次失敗，對應99.9995%的保真度。公司認爲，這一結果使其能夠更清晰地推進完全容錯量子計算路線。

Quantinuum首席執行官拉吉布·哈茲拉（Rajeeb Hazra）表示，公司目前的糾錯方案可以使用相對更少的物理量子比特，並計劃在2029年推出名爲Apollo的新一代系統。按照Quantinuum的規劃，Apollo實現完全容錯後，所需物理量子比特數量可能較其他領先方案減少約30倍。

這些進展反映出量子計算技術評價體系正在發生變化。早期行業經常以量子比特總數衡量系統規模，如今錯誤率、邏輯量子比特質量以及實現邏輯量子比特所需的物理量子比特數量，正在成爲更關鍵的指標。

英偉達近年來持續推動經典超級計算與量子計算結合。量子處理器負責執行具有量子優勢潛力的計算任務，GPU則可承擔量子線路模擬、算法開發、系統校準以及糾錯解碼等工作。隨著量子系統擴大，這些輔助任務本身也需要越來越強的計算能力。

此次8192塊GPU參與104量子比特容錯模擬，顯示經典計算資源正在成爲開發下一代量子計算機的重要基礎設施。對於仍處於硬件迭代階段的量子計算公司而言，大規模模擬可以在實際製造更多量子比特之前排除部分設計方案，並估算不同糾錯體系的資源成本。

這一方向也與英偉達目前向更廣泛科學計算領域擴張的戰略一致。英偉達首席執行官黃仁勳（Jensen Huang）本週在德國表示，數字計算技術將繼續與實體工業和科學計算結合，計算基礎設施的應用範圍正在從人工智能進一步延伸到製造、機器人和科研領域。

量子計算距離大規模商業化仍面臨硬件穩定性、糾錯效率以及系統擴展等限制。Quantinuum雖然將完全容錯系統的目標時間設在2029年，但公司仍需要按照技術路線持續提高實際硬件性能。該公司最近一個季度錄得6540萬美元虧損，營收爲800萬美元，顯示量子計算技術突破與商業規模之間仍存在距離。

英偉達此次完成的大規模模擬提供了另一條推進路徑：在物理量子計算機達到足夠規模之前，先利用GPU超級計算平臺驗證糾錯技術和系統設計。如果能夠持續壓縮一個邏輯量子比特對應的物理量子比特數量，未來建設實用容錯量子計算機所需要跨越的硬件規模門檻也將隨之下降。