En Hofstadter sommerfugl, et mønster, som beskriver, hvordan elektroner opfører sig i et magnetisk felt, der er blevet simuleret ved at Google forskere. Grafik: Wikimedia Commons bruger Mytomi (Wikimedia Commons)
Sidste år, rapporterede vi, at en ny æra af quantum computing er over os: den NISQ, eller Støjende Mellemliggende Skala Quantum æra, hvor kvante-computere, der er stadig små og risiko for fejl, men de rent faktisk gør noget værdifuldt. Denne anden del er stadig lidt forhåbning om, så virksomheder som Google er at tilbyde rammer, så de kan udvikle nyttige algoritmer for kvante-computere.
Google har i denne uge meddelt, Cirq, open source framework for disse NISQ computere. Den rammer ikke køre på en rigtig quantum computer endnu (bare en simulation af en), men vil forhåbentlig føre til quantum computere at finde nogle at bruge.
“Cirq er fokuseret på kortsigtede spørgsmål og hjælpe forskerne med at forstå, om NISQ quantum computere er i stand til at løse beregningsmæssige problemer af praktisk betydning,” Alan Ho og Dave Bacon, produkt-og software, der fører fra Google AI Quantum Team, skrev i et blogindlæg.
Kvante-computere er anordninger, der er beregnet til at udføre beregninger på den måde, at de traditionelle computere at gøre, men med forskellige sæt af spilleregler. Klassisk computer algoritmer, der i sidste ende skal oversættes til nuller og ettaller. Quantum algoritmer i stedet stole på matematik af kvante computere, hvor de mest grundlæggende enhed er mere som et punkt på en kugle i beregningen, men et nul eller et for det endelige resultat. Disse kvante-bits, eller qubits, der kommunikerer med hinanden gennem indvikling, kvante mekanisk idé om, hvor sæt af flere qubits behandles som matematisk identiske enheder, indtil maskinen foranstaltninger for dem.
Disse maskiner findes, men i deres nuværende tilstand, de er utroligt støjende, hvilket betyder, at de nemt kan interagere med naturen og mister deres quantum-ness, i bund og grund bliver almindelige computere. Nogle fysikere mener, at de eksisterende quantum computere er ved at blive lige kompleks nok til at være nyttig, og det kunne løse nogle problemer bedre end den klassiske computere. Forskere stadig skal finde ud af, hvilke problemer de er—hvilke problemer kan faktisk drage fordel af disse støjende, mellem-skala enheder.
Google ‘ s Cirq slutter sig til en masse andre rammer, som tillader programmører at køre quantum kredsløb. IBM har offentligt, 20 – og 16-bendt-enheder, som programmører kan spille med og forskning ved hjælp af IBM Q oplevelse. Start Rigetti har en 19-bendt enhed, der er tilgængelige gennem sin Skov programmering miljø. Så er der D-Bølge, som også tilbyder forbrugerprodukter, men sin computer virker forskelligt fra resten af konkurrence (mere om det her). Som Microsoft, Google ‘ s rammer er ikke bygget på virkelige quantum hardware, men på en klassisk computer, der simulerer en kvante-computer. I sidste ende, programmører vil bruge Cirq at få adgang til Google ‘ s kommende 72-bendt Bristelcone processor.
Flere nystartede har testet Cirq forud for Googles udmelding. Quantum Benchmark, for eksempel, tilbyder, hvad der er det væsentlige quantum diagnostiske værktøjer, der kan informere slutbruger om fejl priser i quantum processor, og hjælpe til at undertrykke disse fejl.
“Google har ekspertise, der er mærkevarer og genkendelige, så er det dejligt for dem at anerkende den værdi, som vi bringer,” Quantum Benchmark administrerende DIREKTØR Joseph Emerson fortalte Gizmodo.
En fordel ved Google ‘ s simulator er, at brugerne i sidste ende vil være i stand til at køre store problemer på det, sagde Matt Johnson, administrerende DIREKTØR for QCWare, en start, hvis software gør det muligt for kunder at køre quantum algoritmer på flere hardware-platforme. “Det kommer til at gøre det muligt for vores kunder at udnytte, hvad der vil sikkert være en af de førende hardware-systemer i form af magt.”
Stadig, vi er helt sikkert i de tidlige stadier af denne tech. Sydney Schreppler, postdoc-stipendiat i fysik og UC Berkeley, fortalte Gizmodo, at NISQ var en “lovende” sigt. “Håbet er, at industrien og den akademiske verden samarbejder, der kan resultere i, at nogle nyttige programmer til quantum-processorer, som allerede findes i akademiske laboratorier og på virksomheder som Google, IBM, og Rigetti.” Hun sagde, at en ny algoritme, der genereres, eller et link til den faktiske hardware som Bristelcone, ville være mere spændende nyheder, men at “cool nye anvendelser for eksisterende hardware kunne være på vej ned af linje.”
Udviklingen fortsætter, med virksomheder i håb om at i sidste ende finde industri anvendelser for disse støjende kvante-computere. Men programmører og videnskabsfolk har knap nok ridset i overfladen af quantum nytte.
[Google AI Blog]