MicroCloud Hologram Inc. FPGA-Based High-Performance Surface Code Quantum Simulation Platform: Efficient Error Correction Algorithm Validation under Rotated Layout
Prnewswire·2026-02-25 23:50

公司核心技术突破:基于FPGA的表面码量子模拟器 - 公司开发了基于FPGA(现场可编程门阵列)的表面码量子模拟器,该技术是量子纠错模拟领域的新里程碑,特别针对优化的旋转表面码设计 [1] - 该模拟器充分利用了FPGA的高度并行处理能力、可重构硬件架构和卓越计算性能等独特优势 [1] - 其核心在于对旋转距离表面码的精确建模,该码型通过旋转传统表面码布局来优化量子比特排列,从而在保持高纠错能力的同时减少所需物理量子比特数量 [1] - 对于距离为d的旋转码,仅需 (d²+ 1)/2 个数据量子比特和 (d²- 1)/2 个辅助量子比特,与标准表面码相比节省了近一半资源 [1] - 在性能基准测试中,该模拟器在模拟距离-5旋转码时,相比基于GPU的模拟器实现了超过5倍的速度提升,同时功耗降低了30% [2] - 模拟器支持实时反馈循环,允许用户注入自定义错误模式并立即观察纠错效果,这对于调试量子算法至关重要 [2] 技术实现细节与优势 - FPGA通过硬件描述语言(如Verilog)实现可编程电路逻辑,其并行执行能力特别适合模拟量子系统的并行特性 [1] - 模拟器将表面码的网格结构映射到FPGA的逻辑单元上,量子比特状态由存储其振幅或概率信息的寄存器组表示 [1] - 纠错算法的核心——稳定子测量——被实现为并行电路模块,可同时处理多个稳定子的计算,从而加速错误症状的提取 [1] - 模拟器支持多种噪声模型(如去极化噪声或比特翻转噪声),并通过FPGA内置的真随机源(如环形振荡器)确保噪声的真实性 [2] - 症状解码采用最小权重完美匹配算法,并在FPGA上优化为并行版本,显著降低了延迟 [2] - 模拟器还支持容错模拟,包括测量错误和门错误,并通过使用多级级联码来模拟嵌套表面码以进一步增强容错性 [2] 公司背景与战略规划 - 公司是一家专注于全息技术的技术服务提供商,在纳斯达克上市,股票代码为HOLO [1][3] - 其全息技术服务包括基于全息技术的激光雷达解决方案、全息激光雷达点云算法架构设计、技术全息成像解决方案、全息激光雷达传感器芯片设计以及全息车辆智能视觉技术等 [2] - 公司还提供全息数字孪生技术服务,并拥有专有的全息数字孪生技术资源库 [2] - 公司专注于量子计算和量子全息等前沿技术的发展,现金储备超过30亿元人民币 [2] - 公司计划从现金储备中投入超过4亿美元,用于参与区块链开发、量子计算技术开发、量子全息技术开发以及人工智能AR等前沿技术领域的衍生和技术开发 [2] - 公司的目标是成为全球领先的量子全息和量子计算技术公司 [2]

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