编辑|杰克智东西5月8日报道，阿里巴巴量子实验室史耀云团队宣布，近期成功研发出量子电路模拟器“台章”。
基于阿里巴巴集团计算平台在线集群的超强算力，“台账”成为全球首个成功模拟谷歌随机量子电路81（9×9）位、40层作为基准的。
这个层数以前已经达到过。
模拟器只能处理 49 位。
《太章》取自《淮南子·墬形训》：“禹遂使太章从东极行至西极，二十三万三千五百里，七十五步。
” “太丈”模拟器的目的是用一种我们理解量子运行的经典方式，就像太丈徒步测量从东极到西极的距离一样。
量子计算可能颠覆当前的计算技术，是科学和工业研究前沿的热门话题。
但量子计算的实现却非常困难。
目前，已经实现的高精度量子处理器只有20多个量子比特。
模拟器的作用就是“上接下”。
向下可以帮助理解和设计硬件，向上可以承载算法和应用的探索和验证。
“台账”首次使得测试验证所谓“中规模”50位量子算法成为可能，从而为辅助中规模量子算法、量子软件乃至量子计算的设计提供了有力工具。
筹码。
据介绍，本次模拟任务仅使用了阿里巴巴计算平台线上集群14%的计算资源。
“太掌”的创新算法，通信开销最小，可以充分发挥平台在线集群的优势。
它可以执行过去在超级计算机上无法完成的模拟任务，例如64（8&#;8）位40层模拟。
《台章》仅需2分钟即可完成。
说到这个任务，就不得不提到谷歌的随机量子电路。
作为基准的随机量子电路是谷歌为了实现“量子霸权”而提出的算法。
“量子霸权”是指量子处理器的规模和精度达到经典计算无法模拟的水平。
今年3月，谷歌提出了未来工作的目标：72位高精度量子处理器。
“太章”的结果表明，计划中的处理器如果只运行这个基准算法，仍然不足以实现量子霸权。
2016年，谷歌提出了一项计划，通过在二维数组MxN对应的量子位上实现特定类型的随机量子电路来实现量子霸权。
规划中认为，当二维阵列上的位数（MN）达到50、电路的深度（层数）达到40左右时，就可以实现量子霸权。
（在8X二维网格上对应深度为20的量子霸权电路的张量网络显示）谷歌硬件团队希望在9量子位1D阵列中实现1%的读取错误，0.1%的单比特门误差，保持0.6%的两位门误差到更大规模的量子系统即可实现这样的霸权电路，并且通过这一特定任务，量子硬件超越了世界上最强大的经典计算资源。
此后，多个研究团队在不同的超级计算机上模拟了此类电路。
（在一个nxn的二维网格上，计算随机电路输出的每个幅度的执行时间与电路深度的对应关系）在目前的量子计算模型中，有一类量子电路模型，它的实现通过将信息存储在量子位中，通过类似于经典逻辑门的量子门来实现计算。
阿里巴巴量子实验室团队的量子科学家陈建新和实习生张放实现了分布式通用量子电路仿真解决方案，并基于研究模拟器测试了谷歌随机量子电路的第一个版本。
利用阿里巴巴计算平台在线集群的少量计算资源（约14%），实验室团队成功使用“太章”模拟器模拟了9x9x40，即81位40层随机电路，并还成功模拟了35位随机电路（10x10x35）、31位层（11x11x31）和27位层（12x12x27）的随机量子电路。
（“太掌”模拟的随机量子电路规模（黑线）与谷歌量子硬件所能达到的规模（红线）对比）目前业界主流的模拟方案有两种，一种是存储全部一个是量子态的振幅，另一个是对于任何振幅都可以快速计算结果。
第一类模拟解决方案基本上是在超级计算机上实现的，因为存储 45 位量子态需要 PB 级内存。
在存储如此多的数据的同时，操作和计算量子态需要在不同时间连续处理。
数据在计算节点之间交换。
这样的通信开销是普通云服务无法承受的。
在阿里巴巴计算平台的线上集群上，实验室团队采用了第二种模拟方案。
通过快速有效地计算任意幅度，任务分割后子任务可以均匀地分配到不同的节点，而通信开销非常小。
使模拟器适应现在广泛提供服务的云计算平台。
该研究结果已提交至预印本网站 arXiv。
文章共同第一作者为量子实验室量子科学家陈建新博士和实习生张放。
其他作者包括实习生黄嘉辰和迈克尔·纽曼博士。