谷歌開源量子計算軟體原始碼,便利科學家利用量子計算機

2020-12-13 閃電新聞

開源、開源、開源,重要的事情說三遍。

繼開源tensorflow、caffe等深度學習開發框架後,當地時間10月24日,谷歌在自己的官方博客上宣布,開源量子計算軟體OpenFermion,從而讓科學家更方便的使用量子計算機。

谷歌稱,這次開放的是OpenFermion的原始碼,可供用戶免費使用,化學家和材料學家可以利用谷歌軟體改編算法和方程,使之能在量子計算機上運行。

「我們希望這次的決定能幫助建立以OpenFermion為標準的社區,從而讓化學模擬能在量子計算機上進行運算。」谷歌在博文裡寫到。

谷歌開源的做法也是量子計算機領域目前的趨勢。IBM、英特爾、微軟和D-Wave等公司都曾宣布開放自己的量子計算平臺,使之能促進量子計算的商業化運行。

具體來說,OpenFermion這款軟體包含有一個算法庫,能在量子計算機上模擬電子的相互作用。這對於化學和材料科學領域非常重要,因為OpenFermion可以幫助科學家將化學分子模擬實驗和材料描述為量子計算機可以理解的編程方式。之前,化學家必須與專業的量子計算機軟體開發者合作,編寫大量軟體代碼,才能在量子計算機上模擬電子間的相互作用。

此外,OpenFermion還能直接改編兩個最流行的傳統模擬器——Psi4和PySCF。值得一提的還有,OpenFermion可兼容數種不同的量子計算機,其中包括谷歌、Rigetti和IBM開發的機型。

除了谷歌外,量子計算機初創企業Rigetti也參與了這次的軟體開發。谷歌在博文中表示,在軟體開發過程中,蘇黎世聯邦理工學院、美國勞倫斯伯克利國家實驗室、密西根大學、哈佛大學、牛津大學、達特茅斯學院和美國國家航空航天局提供了幫助。

相比傳統計算機,量子計算機的最大區別在於:傳統計算機只能按照時間順序一個個地解決問題,而量子計算機卻可以同時解決多個問題。

傳統計算機使用的運算規則是二進位,用0和1記錄信息狀態。但量子計算機由量子狀態來描述信息,根據量子的特性它可以同時表示多種狀態,並同時進行疊加運算,因而擁有更快速的運算方式。

由於量子計算機處理能力比當前傳統超級計算機高几個數量級。因此,許多人認為,量子計算機將完成以前被認為是不可能完成的任務,例如模擬化學催化劑、建立超級複雜系統的模型、破解加密密碼等。但迄今為止,這些公司開發的量子計算機處理能力不夠強大或不夠精確,在運行大多數任務時不足以超過傳統計算機。

谷歌一直是外界公認的量子計算機領域裡的領頭羊。目前,谷歌已製造出9量子比特的機器,並計劃今年增加至49量子比特,實現「量子霸權」。IBM也對推進商用量子計算雄心勃勃。今年3月份, IBM對外宣布,今年要推出全球第一個商業化量子計算雲服務:IBM Q。這也是全球第一個收費的量子計算雲服務系統。當時IBM表示,未來,新系統可以為全球的研究人員服務,處理傳統電腦無法解決的複雜計算,成為未來培育量子計算市場的關鍵。

相關焦點

  • ...吳韌宣布進軍AI晶片領域;谷歌開源量子計算軟體原始碼 | 雷鋒...
    金州勇士隊利用VR技術監控球員傷病這個技術剛公布時就被金州勇士隊的體能和運動醫學負責人Chelsea Lane看上了,據悉這項技術是由史丹福大學SyncThink團隊的創始人Jamshid Gajar博士研發的。
  • 谷歌發布量子開源軟體 傳統化學家「不感冒」
    谷歌在推動量子計算機方面又有新動作。近日,谷歌公布了一款開源軟體,能夠旨讓科學家和研究人員更方便地使用量子計算機的軟體支持他們的研究。不過傳統化學界對此似乎並不感冒。這款名為Open Fermion的開源軟體包含有一個算法庫,能在量子計算機上模擬電子的相互作用。電子的相互作用在化學和材料科學領域都非常重要。
  • 谷歌開源了量子算法框架Cirq,「軟硬兼施」擁抱量子霸權時代
    量子計算的NISQ新時代,已經到來。今年3月,谷歌宣布擁有72量子比特的晶片,刷新了IBM的紀錄。谷歌的計劃是,5年實現量子技術的商業化。開源框架,為NISQ而生於是,谷歌開源了Cirq框架,這是專為NISQ算法打造的框架。
  • 全球量子計算初創公司盤點|光子|美國_科技|量子計算機|...
    Artiste-qb.net創建並策劃了一個開源分析平臺,允許數據科學家將Python擴展到一個成熟的量子計算工具箱中,這將使開發從最初的嘗試性編程步驟到成熟的支持量子的企業關鍵系統。Artiste-qb.net專注於全球市場,特別是中國市場,並在中國深圳設有分支公司。
  • Google AI的量子團隊宣布開源了用於NISQ計算機的Cirq量子計算框架
    打開APP Google AI的量子團隊宣布開源了用於NISQ計算機的Cirq量子計算框架 李倩 發表於 2018-07-22 09:32:24
  • 微軟宣布開源量子開發工具QDK,開始建設量子計算系統生態
    微軟量子團隊表示,他們的使命是開發和部署世界上最可伸縮、最安全的量子計算系統。 策劃&撰寫:Lynn 此前因消息傳出華為開發了量子模擬系統,量子計算機的商用化再一次引發了人們的關注。事實上,在量子模擬和量子計算領域,IBM、微軟、谷歌等巨頭均很早就有了布局。
  • 我國量子計算機實現量子霸權,計算速度比谷歌快了100億倍
    去年9月,谷歌也宣稱它實現了量子霸權。當時,谷歌的53個量子比特的計算機「懸鈴木」在幾分鐘之內完成了一個數學算法,而當時超級計算機完成這個算法需要上萬年的時間。等效來看,我們的「九章」量子計算機比「懸鈴木」的計算速度快了100億倍。不過,這兩種系統的工作方式是不同的。
  • 谷歌實現量子霸權論文曝光,圈內人士:量子計算的裡程碑事件
    9 月 20 日,據《財富》、《金融時報》等多家外媒報導,谷歌已經利用一臺 53 量子比特的量子計算機實現了傳統架構計算機無法完成的任務,即在世界第一超算需要計算 1 萬年的實驗中,谷歌的量子計算機只用了 3 分 20 秒。這是迄今為止表明量子計算機超越傳統架構計算機,並走向實用化最為強烈的跡象。
  • 量子計算機的架構,硬體,軟體等都有成果!量子計算時代快了
    研究人員開發了新軟體來編譯從量子計算機應用程式到硬體原型,在容易出錯的早期量子計算機硬體上。與行業編譯器相比,該編譯器在程序正確率方面提高了28倍,該研究強調了精心設計指令集、豐富的連接拓撲以及協同設計應用程式和硬體重要性,以實現初生量子計算機系統的最佳性能。
  • 什麼是量子計算機?「九章」確立的「量子計算優越性」有多厲害
    也就是說,超級計算機需要一億年完成的任務,「九章」只需一分鐘。同時,「九章」也等效地比谷歌去年發布的53個超導比特量子計算機原型機「懸鈴木」快一百億倍。  然而,很多讀者在驚嘆這一重大科研成果的同時,卻對其中的原理、成果的意義、量子計算機的應用前景不明就裡,甚至有讀者反映,「每個漢字都認識,但還是不懂」。為此,本報記者採訪了相關專家,嘗試揭開「九章」神秘的面紗,了解量子計算機的原理。
  • 薛丁格的貓發威:量子計算機和量子軟體成高科技新增長點
    文/夕揚近日,微軟聯合谷歌推出在線付費課程,教授編寫簡單的量子算法和代碼。這是繼兩年前微軟推出量子開發套件在量子計算領域的再發力,不難看出微軟的野心:建立量子作業系統和量子軟體標準,搶佔和收割全球用戶。
  • 超越谷歌實現「量子霸權」?中國量子計算原型機「九章」到底是啥?
    再和谷歌去年的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」相比,我們要比谷歌快一百億倍!簡單的羅列數字你可能感受不到這一成果究竟是一個什麼概念,在詳細講解之前我們不妨先看一下「九章」長什麼樣。基於量子的疊加性,許多量子科學家認為量子計算機在特定任務上的計算能力將會遠超任何一臺經典計算機。12年的時候美國物理學家將其描述為:「量子霸權」。並不是你想的那種霸權,它代表的是量子計算裝置在特定測試案例上表現出超越所有經典計算機的計算能力。
  • 量子計算機200秒完成的運算,最強超算需1萬年,谷歌實現量子霸權
    主要指出的是谷歌雖然實現了72個量子位的晶片,但這和72位量子計算機是兩回事。谷歌Bristlecone晶片是利用9個相同模式的量子比特進行耦合,然後依次擴展出去,並非實現了兩兩量子比特之間的耦合。量子計算機的實際應用也面臨諸多問題。由於在於0和1兩種狀態之間的能量差太小,需要降低到絕對零度附近,才能防止被熱量所破壞。
  • 超越谷歌「量子霸權」 中科大團隊研製量子計算原型機「九章」問世
    根據現有理論該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍,「九章」一分鐘完成的任務,超級計算機需要一億年。等效地,其速度比去年穀歌發布的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個裡程碑:量子計算優越性(國外也稱之為「量子霸權」)。
  • 一文讀懂量子計算的未來!
    不過,若矽基半導體器件繼續縮小至 1nm級(原子尺度),量子隧穿效應則不可避免,我們無法再通過 PN 結控制電路通斷來實現邏輯。這時,我們就不得不去考慮利用量子特性、以全新的方法去實現更強的算力、更低的功耗。我們認為,量子計算是延續摩爾定律深化提升計算機算力的技術路徑之一。量子計算概念提出已久,但在 2019 年穀歌實現「量子優越性」後,我們認為量子計算才真正迎來了「高光時刻」。
  • 神乎其神的量子計算,如何商業化?
    作為現有超級計算機的「接班人」,量子計算機正處於蓬勃發展之中。 在一次電話會議期間,軟體開發者試圖讓一臺實驗用量子計算機「一展身手」,看看其在重現簡單的條紋圖案時能否拿出良好表現。
  • 什麼是量子計算機?「九章」量子計算機又有多神?
    正是因為這種0和1的「計算」過程,電腦才被稱為「計算機」。而量子計算,則是利用量子天然具備的疊加性,施展並行計算的能力。「量子力學允許一個物體同時處於多種狀態,0和1同時存在,就意味著很多個任務可以同時完成,因此具有超越計算機的運算能力。」中科大教授陸朝陽說,每個量子比特,不僅可以表示0或1,還可以表示成0和1分別乘以一個係數再疊加,隨著係數的不同,這個疊加的形式可能性會很多很多。
  • 量子快訊:奧地利和荷蘭發力量子網際網路;新量子計算協議實現同態量子加密
    在維也納大學菲研究人員領導的一項國際合作中,來自奧地利、新加坡和義大利的科學家合作實施了一種新的量子計算協議,客戶可以選擇加密輸入數據,計算機因此無法了解任何關於待處理數據的信息,但仍然可以執行計算。該團隊能夠證明,量子遊走計算的維數越大,加密數據的安全性就越高。此外,最近的理論工作表明,利用各種光子自由度的未來實驗也將有助於提高數據安全性。
  • 谷歌量子計算機登Nature封面,200秒頂超算1萬年!美國實現量子霸權...
    2006年,谷歌科學家Hartmut Neven開始探索一個新的idea——用量子計算來加快機器學習的速度,並催生了谷歌AI量子團隊。接著2014年,美國物理學會院士John Martinis加入了谷歌,擔任谷歌量子硬體首席科學家,領導構建量子計算機的工作。
  • 谷歌研發量子計算機 欲突破現有二進位算法
    【環球科技綜合報導】據英國《每日郵報》9月1日報導,科學家和工程師正加緊研發新一代計算機。因為即使是當今運算速度最快的計算機也依賴古老的二進位,谷歌寄希望於量子計算機能突破瓶頸。谷歌將自己的計劃命名為「量子霸權」。計算機專家稱,量子計算機的計算能力將史無前例,處理龐大的數據信息並篩選出最優方案。