Een Hofstadter vlinder, een patroon te beschrijven hoe elektronen zich gedragen in een magnetisch veld, dat ‘ s zijn gesimuleerd door Google onderzoekers. Afbeelding: Wikimedia Commons gebruiker Mytomi (Wikimedia Commons)
Vorig jaar hebben we gemeld dat er een nieuw tijdperk van quantum computing is bij ons: de NISQ, of Luidruchtig Tussenliggende Schaal Kwantum tijdperk, waarin de quantum computers zijn nog steeds klein en foutgevoelig, maar ze doen iets dat waardevol is. Dat tweede deel is nog steeds een beetje ambitieus, maar, zo bedrijven als Google bieden kaders, zodat het publiek zich kan ontwikkelen bruikbare algoritmen voor quantum computers.
Google deze week aangekondigd Cirq, een open-source framework voor deze NISQ computers. Het kader kan niet worden uitgevoerd op een echte quantumcomputer nog (een simulatie van), maar zal hopelijk leiden tot quantum computers vinden sommigen gebruiken.
“Cirq is gericht op het op korte termijn vragen en het helpen van onderzoekers begrijpen of NISQ quantum computers zijn geschikt voor het oplossen van problemen van praktisch belang” Alan Ho en Dave Spek, product-en software leidt uit de Google-AI Quantum Team, schreef in een blog post.
Quantum computers zijn apparaten die bedoeld zijn om berekeningen uit te voeren die van traditionele computers doen, maar met een andere set van spelregels. Klassieke computer algoritmes moet uiteindelijk worden omgezet in nullen en enen. Quantum algoritmes in plaats daarvan vertrouwen op de wiskunde van quantum computers, waar de meest fundamentele eenheid is meer als een punt op een bol tijdens de berekening, maar een nul of een één voor het uiteindelijke resultaat. Deze quantum bits of qubits, communiceren met elkaar door middel van verstrengeling, de quantum mechanische idee waar sets van meerdere qubits worden behandeld als wiskundig niet te onderscheiden eenheden totdat de machine maatregelen.
Deze machines bestaan, maar in hun huidige staat ze zijn ongelooflijk lawaai, wat betekent dat zij gemakkelijk kunnen omgaan met de natuur en verliezen hun quantum-ness, in wezen steeds normale computers. Sommige natuurkundigen denken dat de bestaande quantum computers worden steeds slechts complex genoeg om nuttig te zijn, en zou kunnen oplossen sommige problemen beter dan klassieke computers. Onderzoekers nog moet ontdekken wat problemen die zijn—wat problemen kan daadwerkelijk profiteren van deze luidruchtige, intermediaire-schaal apparaten.
Google ‘ s Cirq-joins met een hoop andere kaders waarmee programmeurs voor het uitvoeren van quantum circuits. IBM heeft publiekgerichte, 20 – en 16-qubit apparaten, die programmeurs kunnen spelen met en onderzoek met behulp van de IBM Q ervaring. Opstarten Rigetti heeft een 19-qubit apparaat toegankelijk via de Bos-programmeeromgeving. Dan is er een D-Wave, die biedt ook producten voor consumenten, maar de computer werkt anders dan de rest van de concurrentie (meer daarover hier). Als Microsoft, Google framework is niet gebouwd op echte quantum hardware, maar op een klassieke computer simuleert een quantum computer. Uiteindelijk, programmeurs gebruiken Cirq om toegang te krijgen tot Google de komende 72-qubit Bristelcone processor.
Een aantal startups zijn het testen van Cirq voorafgaand aan Google ‘ s aankondiging. Quantum Benchmark, bijvoorbeeld, biedt van wat in essentie quantum diagnostische instrumenten die kennis kan een eindgebruiker over het foutenpercentage in de quantum-processor en helpen bij het onderdrukken van deze fouten.
“Google heeft de expertise die is voorzien en herkenbaar, dus het is geweldig voor hen de waarde in te zien dat we brengen,” Quantum Benchmark CEO Joseph Emerson zei Gizmodo.
Een voordeel van Google ‘s simulator is dat gebruikers uiteindelijk in staat zijn tot het uitvoeren van grootschalige problemen op,” zei Matt Johnson, CEO van QCWare, een startup die het mogelijk maakt klanten uitvoeren quantum algoritmes op meerdere hardware platforms. “Het gaat om onze klanten te benutten wat er gaat zeker één van de meest toonaangevende hardware systemen in termen van macht.”
Nog steeds, we zijn zeker in de vroege stadia van deze technologie. Sydney Schreppler, postdoctoraal onderzoeker in de fysica en UC Berkeley, vertelde Gizmodo dat NISQ was een “hoopvol” termijn. “De hoop is dat de industrie en de academische wereld samenwerking kan resulteren in een aantal nuttige toepassingen voor de quantum-processors die al bestaan in academische laboratoria en bij bedrijven als Google, IBM, en Rigetti.” Ze zei dat een nieuw algoritme gegenereerd, of een link met de werkelijke hardware zoals Bristelcone, zou meer spannend nieuws, maar dat “coole nieuwe toepassingen voor bestaande hardware kan komen langs de lijn.”
De ontwikkeling gaat verder, met bedrijven in de hoop uiteindelijk vinden de industrie gebruikt voor deze luidruchtige quantum computers. Maar programmeurs en wetenschappers hebben nauwelijks krassen op het oppervlak van de quantum nut.
[Google AI Blog]