量子计算迈入“模拟 + 产业”新阶段:qblaze、Telstra-SQC 与 Aramco 解析


导语

量子计算近期的三条新闻显示,“模拟器 + 行业共创”正成为主旋律:INSAIT、ETH、牛津大学发布 qblaze 模拟器,用稀疏矩阵把 Shor 算法的经典模拟速度提升 120 倍;Telstra 与 Silicon Quantum Computing 完成量子机器学习在网络预测的试点;沙特阿美则携手 NVIDIA 构建 Dammam 7Q 量子模拟平台,服务地震数据分析。量子计算正通过模拟平台提前渗透电信与能源行业。

qblaze:稀疏模拟器的性能突破

  • 设计:将量子态存储为排序后的非零幅值数组,利用缓存友好、线性扩展的并行算法,避免哈希表瓶颈。
  • 性能:在 180 个 CPU 核心上实现近线性扩展,单核速度比 2021 年稀疏模拟器快两个数量级。
  • 成果:成功在 2×90 核 CPU 上模拟 Shor 算法分解 39-bit 整数,与此前需要 2048 GPU 的结果持平。
  • 意义:降低量子算法开发门槛,为教学与工业界提供高性能模拟环境。

Telstra × SQC:量子水库网络助力预测

  • 平台:SQC 的 Watermelon 量子水库生成量子特征,Telstra 用其预测网络指标。
  • 结果:训练时间从数周缩短到数天,准确度与深度学习持平且不依赖 GPU。
  • 场景:可用于容量规划、动态资源分配、异常检测,证明电信运营商有望在真实业务中试用量子增强模型。

Aramco Dammam 7Q:能源巨头的量子模拟

  • 架构:基于 Dammam 7 超算 + NVIDIA CUDA-Q,实现每 GPU 模拟 30 个量子比特,可横向扩展。
  • 应用:测试量子 Hadamard 边缘检测算法,提升地震数据的故障识别。
  • 目标:为未来量子硬件落地做准备,探索混合超级计算架构。

趋势:模拟赋能、行业共建、混合架构

  1. 模拟赋能:qblaze 等高性能模拟器让量子算法开发可以在经典资源上完成,降低试错成本。
  2. 行业共建:Telstra、Aramco 等头部企业亲自参与,共同定义量子场景,未来将影响标准与生态。
  3. 混合架构:结合 CPU/GPU/量子模拟的混合模式成为主流,为未来真实量子硬件接入打基础。

企业行动建议

  • 研发部门:关注 qblaze 等开源模拟器,引入量子算法 PoC 流程,验证业务价值。
  • 行业合作:加入电信、能源等行业的量子实验项目,获取先发优势。
  • 架构规划:为混合算力设计统一调度与监控体系,提前布局量子工作负载接口。

风险提示

  • 量子模拟仍受限于比特数,密集态仍难以模拟,需要谨慎选择场景。
  • 行业试点多处探索阶段,需设定合理的 ROI 预期。
  • 混合架构复杂度高,需解决资源调度、安全隔离等问题。

参考


文章作者: 张显达
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