Ein Hofstadter-Schmetterling, die ein Muster beschreibt, wie sich Elektronen Verhalten sich in einem Magnetfeld, wurde simuliert durch die Google-Forscher. Grafik: Wikimedia Commons user Mytomi (Wikimedia Commons)
Im letzten Jahr berichteten wir darüber, dass eine neue ära des quantum computing auf uns: die NISQ, oder Laut Intermediate-Scale Quantum Zeitalter, in dem die Quanten-Computer sind immer noch klein und fehleranfällig, aber Sie tatsächlich tun, etwas wertvolles. Das zweite Teil ist noch etwas ambitioniert, aber so Firmen wie Google bieten Rahmenbedingungen, damit die öffentlichkeit die Entwicklung von nützlichen algorithmen für Quantencomputer.
Google diese Woche angekündigt Cirq, seine open-source-framework für diese NISQ Computer. Das framework läuft nicht auf einem echten Quantencomputer noch (ist nur eine simulation) aber wird hoffentlich dazu führen, Quanten-Computern finden Sie einige verwenden.
“Cirq konzentriert sich auf die kurzfristigen Fragen und den Forschern helfen zu verstehen, ob NISQ Quanten-Computer sind in der Lage die Lösung rechnerische Probleme von praktischer Bedeutung,” Alan Ho und Dave Bacon, Produkt-und software führt von der Google AI-Quantum-Team, schrieb in einem blog-post.
Quanten-Computer sind Geräte gemeint, Berechnungen durchführen die Art und Weise, die traditionellen Computern zu tun, aber mit einem anderen Satz von Spielregeln. Klassische computer-algorithmen letztlich muss übersetzt werden in Nullen und Einsen. Quanten-algorithmen, stattdessen auf die Mathematik des Quanten-Computern, auf denen die grundlegende Einheit ist mehr wie ein Punkt auf einer Sphäre, die während der Berechnung, aber eine null oder eins, für das endgültige Ergebnis. Dieser Quanten-bits oder qubits, kommunizieren mit einander durch die Verschränkung der Quanten-mechanischen Ahnung, wo Sätze von mehreren qubits behandelt werden, als rechnerisch ununterscheidbare Einheiten, bis die Maschine misst Sie.
Diese Maschinen existieren, sondern in Ihrem aktuellen Zustand, Sie sind unglaublich laut, das heißt, Sie interagieren, einfach mit der Natur und verlieren Ihre quantum-ness, die im wesentlichen immer regelmäßig Computer. Einige Physiker denken, dass die vorhandenen Quanten-Computer sind immer nur Komplex genug ist, um nützlich zu sein, und könnte möglicherweise einige Probleme lösen, besser, als klassische Computer können. Forscher müssen noch herausfinden, was die Probleme sind diejenigen,—welche Probleme könnten in der Tat profitieren von diesen lauten, intermediate-scale-Geräte.
Google Cirq reiht sich in eine ganze Reihe anderer frameworks, die es ermöglichen, Programmierer ausgeführt Quanten-schaltkreise. IBM hat mit Kundenkontakt, 20 – und 16-qubit-Geräte, die Programmierer können mit spielen und die Forschung mit den IBM-Q Erfahrung. Start Rigetti hat ein 19-qubit-Gerät zugänglich durch seinen Wald-Programmierumgebung. Dann gibt es D-Wave, die auch einen consumer-Produkte, aber Ihr computer funktioniert etwas anders als der rest der Konkurrenz (mehr dazu hier). Wie Microsoft, Google framework ist nicht gebaut auf echte Quanten-hardware, sondern auf einem klassischen computer simuliert, dass ein Quanten-computer. Schließlich Programmierer verwenden Cirq Zugriff auf Googles kommende 72-qubit Bristelcone Prozessor.
Mehrere startups haben getestet Cirq vor Googles Ankündigung. Quantum Benchmark, zum Beispiel, bietet, was im wesentlichen quantum Diagnose tools, informieren die Endverbraucher über Fehlerraten in der Quanten-Prozessor, die helfen, zu unterdrücken diese Fehler.
“Google hat das know-how, Marken-und erkennbar, so ist es toll für Sie, zu erkennen, der Wert, den wir bringen,” Quantum Benchmark-CEO Joseph Emerson sagte Gizmodo.
Ein Vorteil von Google ‘ s simulator ist, dass der Nutzer schließlich in der Lage sein zu laufen grosse Probleme auf ihm, sagte Matt Johnson, CEO von QCWare, einem startup, dessen software ermöglicht clients das ausführen von Quanten-algorithmen, die auf mehreren hardware-Plattformen. “Es wird erlauben, unsere Kunden, zu nutzen, was Los ist, um sicher zu sein, eines der führenden hardware-Systeme in Bezug auf Leistung.”
Dennoch sind wir definitiv in den frühen Phasen des tech. Sydney Schreppler, Postdoktoranden in der Physik und der UC Berkeley, sagte Gizmodo, dass NISQ war eine “Hoffnung” Begriff. “Die Hoffnung ist, dass die Industrie-Wissenschaft-Kooperationen führen kann, einige nützliche Anwendungen für die Quanten-Prozessoren, die bereits in akademischen Laboren und Firmen wie Google, IBM und Rigetti.” Sie sagte, ein neuer Algorithmus generiert, oder einen link mit der tatsächlichen hardware wie Bristelcone, wäre mehr spannende news, aber das “Coole, neue Anwendungen für bereits existierende hardware werden könnte, kommt auf der ganzen Linie.”
Die Entwicklung geht weiter, mit Unternehmen, in der Hoffnung, irgendwann findet die Industrie nutzt für diese laute von Quanten-Computern. Aber Programmierer und Wissenschaftler haben kaum zerkratzt die Oberfläche der Quantenphysik nutzen.
[Google-AI-Blog]