量子計算機目前仍然處於起步階段,但這些新奇計算機的設計者希望鼓勵軟體開發人員用其進行試驗。

近日,谷歌就宣佈開源其新開源計劃 Cirq ,將幫助開發人員在機器上進行試驗,其中包括谷歌自家的超強量子處理器。

為量子計算機設計電路是一項真正的挑戰。標準的數字位元的值不是 0 就是 1,而量子計算機使用“

量子位元

”,由於存在疊加態,“量子位元”可以同時處於 0 和 1 兩種狀態。即使彼此之間沒有物理連線,量子位元也可以相互影響。而且,它們之間微妙的

量子狀態

轉瞬即逝。如果想要利用它們,則需要使用完全不同的軟體,而目前只有一小部分開發人員具有編寫此類程式的高度專業化知識。

谷歌新的量子開源計劃:旨在讓量子計算機程式設計更簡單

谷歌顯然想要改變這種現狀。於是,他們釋出了 Cirq 軟體工具包,讓開發人員在不需要

量子物理

背景的情況下也可以建立演算法。

Cirq 是一個開源計劃,這意味著任何人都可以訪問和修改該軟體。谷歌將其比作流行的 TensorFlow 開源工具包,該工具包使得構建機器學習軟體變得更加容易。目前,開發人員可以使用 Cirq 建立在模擬器上執行的

量子演算法

。但他們的目標是將其用於構建將來可在各種真機上執行的軟體。

這家科技巨頭還發布了 OpenFermion-Cirq,這是一個用於創

建模

擬分子和材料特性的演算法的工具包。實際上,化學是量子計算機在短期內最有可能實現應用的領域之一。與谷歌合作開發 Cirq 的公司之一是 Zapata Computing,該公司早期專注的領域就是化學和材料軟體。

谷歌的另一個合作伙伴是 Quantum Benchmark,該公司可以幫人評估各種應用領域的

量子硬體

效能。“Cirq 為我們提供了一個可以將我們的工具提供給使用者使用的平臺,”該公司執行長兼創始人

約瑟夫·艾默生

(Joseph Emerson)說。

還有其他開源計劃已在進行中,這些開源計劃將使開發人員能為現有的一些量子機器構建程式碼,但谷歌此舉至關重要,因為該公司一直處於開發強大的量子處理器的前沿,如上圖所示的 Bristlecone 晶片,上面記錄著量子位元數。

量子領域的研究人員表示,與其它軟體領域一樣,共享程式碼將有助於形成更有活力的開發人員社群。

馬里蘭大學

量子資訊和計算機科學聯合中心的聯合主任

安德魯·柴爾茲

(Andrew Childs)說:“我們現在還處於量子計算發展的早期階段,如果有開源的平臺,對大家都很有利。”

多數量子計算機依然學術實驗室中,如果能有更多的量子計算機供人們使用,大家對量子計算機程式設計也會更有興趣。像 IBM 和 Rigetti Computing 這樣的公司已經公開了他們的計算機,想要在上面執行演算法的人都可以使用,而谷歌似乎也有這方面的打算。

谷歌表示,他們計劃透過計算雲向公眾開放 Bristlecone 處理器,這樣開發人員就將能夠使用 Cirq 為其編寫程式了。