量子线路模拟器QuEST在多GPU平台上的性能优化

• 作者: 张亮 常旭 秦志楷 沈立
• 来源期刊: 计算机工程与科学
• 学科: 工学
• 关键词: 量子计算 量子线路模拟器 QuEST 多GPU 显存
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 高性能计算
• 页码范围: 17-23
• 页数: 7页
• 分类号: TP393
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-130X.2021.01.003

摘要

在当前量子计算的研究中,量子线路模拟器作为重要的研究工具,一直受到研究者们的高度重视.QuEST是一款开源的通用量子线路模拟器,能在单个CPU结点、多个CPU结点和单个GPU等多种测试平台上灵活运行.量子线路模拟固有的并行性使其非常适合在GPU上运行,并能获得较大的性能加速.但是其缺点在于所消耗的内存空间巨大,单个GPU受显存容量限制,无法模拟具有更多量子位的量子系统.设计并实现了多GPU版本的QuEST模拟器,解决了单个GPU显存不足的问题,能够使用多个GPU模拟更多的量子位.而且,与单CPU版本相比可获得7～9倍的性能加速,与多CPU版本相比可获得3倍的性能加速.