文丨浪味仙 排版丨浪味仙
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内容提要
在能源勘探迈向高性能计算（HPC）与人工智能深度融合的时代，全球最大石油公司沙特阿美（Saudi Aramco）再次站上技术前沿，近日宣布推出“Dammam 7Q” —— 中东地区规模最大的量子计算仿真平台之一。该平台依托阿美现有的 Dammam 7 超级计算机，结合 NVIDIA 的 CUDA-Q 软件平台与高性能 GPU 架构，旨在通过量子算法模拟与混合计算研究，加速能源勘探、地质建模与数据处理。
01Dammam 7Q：在超算上模拟量子未来
Dammam 7Q 的核心在于将阿美现有的“Dammam 7”超级计算机与英伟达的高性能图形处理单元（GPU）和 CUDA-Q 平台相结合。根据阿美公司介绍，Dammam 7Q 可在每个 GPU 上模拟多达 30 个量子比特（qubit），并能跨多 GPU 扩展以处理大规模地震勘测数据集。通过 NVIDIA 开放式量子开发平台 CUDA-Q，研究人员能够在传统超级计算环境中模拟量子计算过程，测试未来可在量子硬件上运行的算法。
阿美公司将这一举措视为数字化转型战略中的关键一步，负责上游数字创新的 Upstream Digital Center（上游数字中心）主导了该项目，旨在探索量子计算如何重塑油气勘探及地下资源评估方式。
“在上游数字化转型的驱动下，我们希望借助量子计算的力量，与 NVIDIA 一起探索混合超级计算的未来。”阿美公司上游数字中心副总裁 Ashraf M. Al-Tahini表示，“我们正通过创新，把能源计算推向新的边界。”
量子计算不同于经典计算机的二进制逻辑（0 和 1），它基于量子叠加与纠缠原理，使量子比特能够同时表示多个状态，这种特性使其在优化、模式识别和复杂系统建模方面具备理论上的巨大优势，对于能源行业而言，意味着从地质数据分析到资源分配的全流程效率提升。
02构建混合超级计算生态
业界普遍认为，混合计算是近期将量子能力集成到现有工作流程中最实用的途径。借助 CUDA-Q 平台，阿美的研究人员可以在 Dammam 7 超级计算机中直接模拟量子硬件，测试和评估混合量子算法，加速其在能源发现中的应用。
Dammam 7 本身已是世界上最强大的超级计算系统之一，以沙特首口商业油井命名，于 2020 年正式启用，被广泛应用于储层建模、钻井优化和地震成像，是阿美技术创新战略的核心支柱。在此基础上，Dammam 7Q 进一步实现了混合计算的融合：让 CPU、GPU 与模拟的量子计算模块协同工作。
阿美的科学家利用该系统测试了一个量子哈达玛（Hadamard）边缘检测算法，用于提升地震数据的分辨率，从而更精准地识别地下断层与油气藏结构。地震数据分析被认为是油气勘探中最具挑战性的任务之一，通常涉及拍字节（PB）级数据的处理，传统算法在精度与速度上往往面临瓶颈，而量子算法在模式识别与图像处理上的并行特性，或将为这一难题提供全新的解决思路。
将 Dammam 7 拓展至量子仿真领域，被阿美视为公司迈向量子计算时代的重要里程碑。阿美在报道中指出，通过在 GPU 加速环境中模拟量子算法，公司能够提前验证未来量子系统在地球物理建模中的潜在优势，并为量子-经典混合架构积累实践经验。
03破解量子算法设计的难题
量子算法的设计过程极具挑战性。不同于经典算法的确定性逻辑，量子算法依赖于叠加、纠缠等量子原理，需要全新的思维方式与数学框架。
阿美表示，与 NVIDIA 的合作为算法研究提供了现实的实验平台，使开发者能够在 GPU 加速环境中测试量子逻辑，这种方法既保留了量子算法的本质特征，又可在现有计算基础设施上完成验证。
通过 CUDA-Q 工具包，开发者能够在 CPU、GPU 与模拟量子比特之间分配任务，实现混合工作负载的快速原型设计，这不仅缩短了算法从理论到验证的周期，也为未来量子硬件商用后的算法迁移提供了直接路径。
04量子计算的能源前景
阿美对量子仿真的探索，反映出能源行业更广泛的趋势：利用量子计算加速科学研究与工程决策。从地震数据建模到物流调度，再到新材料设计，量子算法都有望带来实质性突破。
公司指出，量子计算的影响不止于能源产业，其潜在应用还包括制药、金融和气候科学。通过在内部建立量子计算与算法研究能力，阿美正为未来的量子化时代提前布局。
尽管当前量子计算机仍受限于硬件规模与纠错能力，但像 Dammam 7Q 这样的仿真平台为科学家提供了宝贵的实验场，研究人员可以在此评估哪些问题可能率先实现“量子优势”，并为混合架构积累工程经验。
根据阿美发布的消息，Dammam 7Q 系统已成功利用量子算法检测三维地震断层，这一成果展示了量子仿真在现实工业问题中的可行性。阿美表示，公司将继续深化与 NVIDIA 及其他合作伙伴的合作，优化量子算法开发流程，并推动量子技术融入其勘探与生产体系。
NVIDIA 高性能计算部门负责人 Tim Costa表示：“我们与阿美的合作说明，当量子研究人员拥有合适的加速计算平台时，真正具有变革潜力的应用便会被发现。”
05向“量子驱动能源”时代迈进
Dammam 7Q 不仅是一项技术创新，更是能源行业面向未来的战略布局。随着“数字化 + 量子化”的双轮驱动，能源勘探、资源管理和可持续生产都可能迎来一次计算范式的深刻重构。
随着量子计算仿真、人工智能与高性能计算的进一步融合，能源行业正在迎来新的计算革命：从地球物理建模到碳捕获优化，量子计算的潜力正逐步从实验室走向产业现场。
正如阿美所说：“量子计算对许多人来说仍然陌生，但它不再只是一个概念。而是正在成为解决现实问题的新工具。我们没有在等待未来，而是要亲手去构建它。”
Dammam 7Q 的启动，也许正预示着一个“量子驱动能源”的新时代即将到来。
Reference：1、https://www.onearabia.me/local/aramco-nvidia-collaborate-on-quantum-computing-011-125999.html
2、https://www.oananews.org/node/706758