美国甲骨文与Classiq完成36量子比特投资组合优化HPC概念验证
2026-05-28 11:50
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维度网讯,甲骨文公司(Oracle Corporation)与量子软件工程平台开发商Classiq完成了一项高性能计算(HPC)概念验证,将自然语言人工智能生成与大规模经典模拟集群连接起来。该端到端软件工作流程展示了AI代理如何根据抽象用户提示合成企业级量子代码,并自动编译成可执行电路。为验证合成的程序,团队将工作负载路由到Oracle云基础设施(OCI)上的NVIDIA DGX A100超级计算节点,成功执行了36量子比特模拟,超越了标准本地开发环境的界限。

技术架构方面,在经典硅芯片上模拟高深度量子电路需要巨大的计算资源。Classiq平台上的标准编译器流程通常最大限制在29量子比特。将这一基线扩展到36量子比特的状态向量,会生成约687亿个复数振幅。采用单精度存储参数时,在考虑模拟引擎开销之前,静态保存原始状态向量变量需要约512 GiB的GPU设备内存。

为适应这一数据量,Classiq通过外部执行适配层将电路导出为独立的OpenQASM脚本。文件通过SSH传输到OCI主机目录,触发了一个在Docker虚拟环境中运行的隔离NVIDIA cuQuantum Appliance容器。计算流水线利用mpirun脚本调用,在节点的八块NVIDIA A100 GPU上对称分布矩阵收缩,并通过SSH周期性轮询循环将经典参数反馈回本地Jupyter编译器接口。

目标应用对标准马科维茨(Markowitz)型均值-方差投资组合优化问题进行了离散、多变量迭代建模。该问题集通过向Classiq的专家AI代理传递自然语言行为提示,在不到15分钟内生成,映射了严格预算约束下跨不同公司部门的12种资产组合。参数约束包括:每种资产可分配0到7个整数份额,每种资产需要3个量子比特以二进制方式编码八种可能的离散状态;所有12种资产的合并份额分配被硬约束为总和固定为恰好15个份额。

这一参数边界定义了一个庞大的计算搜索空间,在应用总预算要求之前包含687亿种原始分配组合。为解析这一空间,系统实现了量子近似优化算法(QAOA),这是一种混合变分方法。Classiq合成引擎利用三个不同的QAOA层映射了一个36量子比特电路,产生730的门级深度。整个混合无噪声模拟在OCI硬件上约五小时内完成,每次采样调用运行16,384次测量,由经典COBYLA优化器控制的15次外部迭代。与基于200,000个随机可行状态编译的经典基准相比,量子采样结果产生的优化方案目标值差距仅为4.63%。

这一集成展示了从抽象概念到大规模部署的企业级转变。通过将Classiq的自动化优化编译器与OCI的高吞吐并行计算资源相结合,工作流程消除了开发人员在限制性的物理门级别手动编程的需求。这种抽象层使得金融风险管理、航空航天工程和物流规划等高价值领域能够快速进行算法原型设计、模型调试和工作负载验证。该组合使企业研发团队能在高性能经典集群上扩展其量子活动,同时随着物理容错处理器的不断出现,保持代码可移植性。

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