问：此次“超大规模量子随机电路实时模拟”（SWQSIM）应用一举打破谷歌当年提出的所谓“量子霸权”，请问团队为什么会想到去做这样一个模拟？

   郭楚：从硬件上来说，我们研发新一代神威超算的目的，就是为了支持高性能计算，通过数千万核的并行，以及每秒数百亿次的计算性能，将很多原本很难解决的问题快速求解出来。

   当然，这么大规模的并行计算，在实践过程中会有很多实际困难，其中最重要的是计算不仅要高效，更要准确，任何一个节点的计算错误都可能对最终计算结果造成致命的影响。为了实现又快又准，我们在前期做了大量可靠性测试准备，以保证新一代神威超算在关键时刻不掉链子。

   另外，我们还需要考虑长时间、高强度整机运行时的能耗及散热问题。从软件上来说，由于神威系列完全是自主研发的，所以软件一系列基础库需要根据芯片的特色定制优化，这样一来才能最大程度地发挥出硬件的潜力。

   在这方面我们前期已经做了很多准备工作，比如自主研制高效基础现行代数库，包括矩阵乘法等。同时，我们也提供了多层次数据交互软件接口，以最大程度缓解数据方程强度问题。

   这些基础科学计算软件也是和国内众多单位联合完成的，包括清华大学、中科院软件研究所和国家超算无锡中心等。事实上，正是由于在这些基础软件库上的充分准备，才使我们能在较短的时间内，在量子计算模拟这个较为新颖的领域做出世界领先的计算成果。

   问：在付诸于实操之前，针对这项应用团队分别在软件和硬件上做了哪些具体准备？

   郭楚：模拟“量子霸权”的项目始于2020年初。当时我们正与上海量子科学研究中心开展交流，他们正在进行“祖冲之”号量子计算机的研发，而我们这一次获奖团队中的两位成员正是来自上海量子科学研究中心，他们负责“祖冲之”号的算法设计和经典验证。讨论之后，我们决定共同开展这个项目。

   项目刚开始时，我们给自己定的目标之一是把模拟谷歌“悬铃木”量子计算芯片的时间缩短到200秒以内。后来在实现过程中遇到了很多困难，我们也陆续克服了这些困难，最终，我们的计算时间是304秒，达到了世界领先水平，但这离我们预期还有一些差距。这一量子经典计算的性能之争，也是这个问题本身科学性的体现，这种竞争可以将两个领域的技术都推向极致，无论是对于量子计算还是经典高性能计算，都会有很大的促进作用。

   我们也了解到，在“悬铃木”和“祖冲之”号这些量子计算芯片研发测试中，经典验证是芯片迭代过程中的短板，往往量子计算芯片在短时间内会采集到大量的数据，而这些数据则需要通过经典计算机进行验算，才可以用来刻画当前量子芯片的性能参数。我们也希望通过新一代神威超算提供的高性能计算来弥补这一短板，从而加速新一代量子计算芯片的研发。■