超算和量子計算區別

超算基於經典半導體晶片，受量子效應影響，不可能無限的發展下去。量子計算基於量子行為，被視為後摩爾定律時代的最有可能的計算發展方向，也是最有潛力的計算方式。目前已知的一些量子演算法相較於經典演算法表現出了量級或指數級的加速。

量子計算已經成為計算科學的最前沿、世界各國爭搶的技術高地。近年來量子計算的研究取了突飛猛進的進展，2019年10月底，谷歌在《自然》雜誌上發表使用53個量子位元實現的量子霸權，展示了量子計算強大的優勢。

然而由於量子位元的敏感性，量子計算機的發展非常緩慢，目前已經設計和製造出的量子計算機僅僅是雛形，而且也不穩定。科學家們很難使用真正的量子計算機來更深入的研究粒子物理建模、密碼學、基因工程、量子機器學習等重大問題。

為了研究量子演算法，最好的辦法就是量子模擬，也就是使用經典的超級計算機來模擬量子計算，它為人類在真正的量子計算機出現之前研究量子演算法提供了一個可靠的平臺。

但是量子模擬對計算和記憶體的需求巨大，計算量和記憶體量與所模擬的量子位元數成2的冪次方的關係，因此即使是現今最強大的超級計算機也僅能模擬 50多個量子位元。在這種情況下，如何更高效地簡化計算、最佳化記憶體，以及大規模高效地使用超算，是量子計算模擬需要重點考慮的課題。

2020 ASC世界大學生超算競賽首次設定前沿的量子計算模擬賽題，各參賽隊伍需要在經典超級計算機上使用QuEST軟體，模擬使用30個量子位元組成的量子隨機線路和量子快速傅立葉變換量子線路。

這對計算和記憶體有一定的需求，要求參賽學生不僅具備紮實的超算基本功，還必須對量子計算的背景、原理和基礎知識有較深入的認識，從而找到合適的最佳化方法，儘可能地縮短程式的執行時間或降低對計算資源的依賴。

有助於激發參賽隊員對量子計算、量子演算法、量子模擬的興趣，認識和了解未來計算發展的方向。