来自劳伦斯伯克利国家实验室与加州大学伯克利分校的研究人员，利用国家能源研究科学计算中心的Perlmutter超级计算机，完成了对量子微芯片前所未有的精细模拟。这一模拟使用了7000多个NVIDIA GPU，对一款尺寸仅为10毫米见方、厚度0.3毫米的微型芯片进行了全波物理级仿真。量子芯片模拟旨在让研究人员在制造前了解其功能和性能，确保预期工作并发现潜在问题。

研究团队开发的电磁模型，通过ARTEMIS百亿亿次级建模工具，对芯片进行了建模和优化。该芯片由加州大学伯克利分校量子纳米电子实验室和伯克利实验室先进量子测试平台合作设计。“计算模型预测设计决策如何影响芯片中的电磁波传播，”项目研究人员野中郁次郎表示，“以确保信号正确耦合，避免串扰。”模拟过程中，团队将芯片离散化为110亿个网格单元，在7小时内运行超过一百万个时间步，评估了三种电路配置。

姚教授指出，这种结合物理设计与实时仿真能力的方法至关重要，因为它考虑了非线性行为，提供了独一无二的能力。模拟不仅观察了芯片的物理细节，还模拟了量子比特如何相互通信及与电路其他部分通信，为量子芯片设计提供了定量理解。接下来，团队计划进行更多模拟，以了解芯片在更大系统中的作用，并期待将模拟结果与现实世界进行比较，验证模型的准确性。野中郁次郎和姚教授强调，如此精细的模拟得益于伯克利大学各部门的密切合作，从计算能力到专业知识，各部门共同为模拟工作提供了支持。