用超算探秘量子计算 ASC20-21总决赛开战在即

5月8日-12日,2020-2021 ASC世界大学生超级计算机竞赛(ASC20-21)总决赛将在南方科技大学举行。受疫情影响,ISC20、SC20学生超算竞赛均改成线上比赛,ASC20-21将成为全球首个重启现场竞赛的超算大赛。从全球300多支参赛高校队伍中晋级决赛的28强队伍将挑战脉冲星搜索、AI语言模型、量子计算模拟等高难度超算应用赛题,并参加英文答辩,角逐各项大奖。其中,量子计算模拟将考验参赛队伍在经典超算上使用QuEST软件模拟不同的量子线路、利用量子算法解决实际问题的能力,引导青年学生向量子计算这一尖端科学领域发起冲击。这道赛题由鹏城实验室提供支持。

量子计算被普遍认为是未来科技发展最具想象力的课题之一,能够提供远超传统计算机的算力,解决大量的计算难题。尽管量子计算在特定领域的计算上有着很大优势,但是要实现真正的量子计算仍面临非常巨大的挑战。因为量子比特通常是不稳定的,为了维持逻辑量子比特的准确性,需要进行量子纠错。并且随着量子比特数量和量子门数量的增加,量子计算机研发的难度呈指数级增长。

为了研究量子计算,量子模拟成为了重要的方法,也就是使用经典计算机来模拟量子计算,它为人类在真正的量子计算机出现之前研究量子算法提供了一个可靠的平台。QuEST量子计算模拟器是世界上较早开发出来的量子计算模拟程序之一,在量子计算模拟中有着广泛的应用。2020年,一支来自德国的研究小组就利用QuEST成功演示了一个非粒子驱动的辅助粒子通过感应将量子模拟器冷却到低能量状态的过程,提供了实现离子阱量子模拟器的范本,这也证明了量子模拟在量子计算研究中的重要意义。

ASC20-21 大赛的量子计算模拟赛题要求各参赛队伍在超级计算机上使用QuEST软件,模拟多种不同的量子算法来解决实际的应用问题。以此激发大学生对量子计算、量子算法的兴趣,引导他们认识和了解未来计算发展的方向。

这并不是一道简单的赛题,一方面是因为量子模拟的复杂性;另一方面是因为,随着模拟的量子比特的提升,QuEST对于超算资源的需求将呈现指数级增长,因此即使是现今最强大的超级计算机,也仅能模拟 50多个量子比特。参赛队伍需要对QuEST进行优化并充分利用超算资源,尽可能地缩短计算时间,来实现量子线路的快速变换。

对本科生来说,这无疑是一个非常大的挑战。赛题中的量子比特数目,以及由此组成的量子线路具有丰富的信息。因此参赛者必须对量子计算在经典计算机上的实现方式具有深刻的理解,并对QuEST的源代码进行深入分析,确保其提供的优化策略是通用且高效的,才能保证整个赛题可以取得理想成绩。

进入总决赛的28支参赛队伍,将如何在短短的5天里,发挥他们的聪明才智和挑战精神,解开这道超算应用难题,探秘量子世界的神奇?谁又将拔得头筹?答案将在5月8日-12日的ASC20-21总决赛中揭晓,敬请期待!

ASC 世界大学生超级计算机竞赛是由中国发起组织,并得到亚洲及欧美相关专家和机构支持,旨在通过大赛平台推动各国及地区间超算青年人才交流和培养,提升超算应用水平和研发能力,发挥超算的科技驱动力,促进科技与产业创新。ASC超算大赛迄今已举行至第9届,吸引超过万名世界各国大学生参赛,是全球最大规模的超算竞赛。

ASC20-21由亚洲超算协会、南方科技大学和浪潮集团联合举办。ASC20-21现场总决赛将于5月8日-12日在位于中国深圳的南方科技大学举行,21支中国大陆参赛队将设计和搭建超算集群、优化指定应用、参加英文答辩,角逐冠亚军、最高计算性能奖、e Prize计算挑战奖等诸项大奖。同期7支来自中国大陆之外将通过在线比赛的方式参与总决赛比拼。

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