基于"嵩山"超级计算机系统的量子傅里叶变换模拟

Quantum Fourier Transform Simulation Based on"Songshan"Supercomputer System

谢景明 ¹胡伟方 ¹韩林 ²赵荣彩 ²荆丽娜³

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作者信息

1. 郑州大学信息工程学院郑州450000
2. 郑州大学河南省超算中心郑州450000
3. 郑州大学中原网络安全研究院郑州450001
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摘要

"嵩山"超级计算机系统是中国自主研发的新一代异构超级计算机集群,其搭载的CPU和DCU加速器均为我国自主研发.为扩充该平台的科学计算生态,验证量子计算研究在该平台上开展的可行性,文中使用异构编程模型实现了量子傅里叶变换模拟在"嵩山"超级计算机系统上的异构版本,将程序的计算热点部分分配至DCU上运行;然后使用MPI在单计算节点上开启多进程,实现DCU加速器数据传输和计算的并发;最后,通过计算与通信的隐藏避免了DCU在数据传输时处于较长时间的空闲状态.实验首次在超算系统上实现了44 Qubits规模的量子傅里叶变换模拟,结果显示,异构版本的量子傅里叶变换模拟充分利用了DCU加速器计算资源,相较于传统CPU版本,其取得了11.594的加速比,且在集群上具有良好的可拓展性,该方法为其他量子算法在"嵩山"超级计算机系统上的模拟实现以及优化提供了参考.

关键词

异构计算/量子傅里叶变换/DCU加速器/HIP-C/MPI/通信隐藏

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基金项目

国家重点研发计划(2018YFB0505000)

出版年

2021

计算机科学

重庆西南信息有限公司（原科技部西南信息中心）

计算机科学

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.944

ISSN：1002-137X

被引量1

参考文献量3

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