谷歌開源量子計(jì)算軟件源代碼 便利科學(xué)家使用

　　開源、開源、開源，重要的事情說三遍。

　　繼開源tensorflow、caffe等深度學(xué)習(xí)開發(fā)框架后，當(dāng)?shù)貢r間10月24日，谷歌在自己的官方博客上宣布，開源量子計(jì)算軟件OpenFermion，從而讓科學(xué)家更方便的使用量子計(jì)算機(jī)。

　　谷歌稱，這次開放的是OpenFermion的源代碼，可供用戶免費(fèi)使用，化學(xué)家和材料學(xué)家可以利用谷歌軟件改編算法和方程，使之能在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

　　“我們希望這次的決定能幫助建立以O(shè)penFermion為標(biāo)準(zhǔn)的社區(qū)，從而讓化學(xué)模擬能在量子計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)算。”谷歌在博文里寫到。

　　谷歌開源的做法也是量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)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(jì)算平臺，使之能促進(jìn)量子計(jì)算的商業(yè)化運(yùn)行。

　　具體來說，OpenFermion這款軟件包含有一個算法庫，能在量子計(jì)算機(jī)上模擬電子的相互作用。這對于化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域非常重要，因?yàn)镺penFermion可以幫助科學(xué)家將化學(xué)分子模擬實(shí)驗(yàn)和材料描述為量子計(jì)算機(jī)可以理解的編程方式。之前，化學(xué)家必須與專業(yè)的量子計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)者合作，編寫大量軟件代碼，才能在量子計(jì)算機(jī)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(tǒng)模擬器——Psi4和PySCF。值得一提的還有，OpenFermion可兼容數(shù)種不同的量子計(jì)算機(jī)，其中包括谷歌、Rigetti和IBM開發(fā)的機(jī)型。

　　除了谷歌外，量子計(jì)算機(jī)初創(chuàng)企業(yè)Rigetti也參與了這次的軟件開發(fā)。谷歌在博文中表示，在軟件開發(fā)過程中，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院、美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、密歇根大學(xué)、哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、達(dá)特茅斯學(xué)院和美國國家航空航天局提供了幫助。

　　相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)的最大區(qū)別在于：傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只能按照時間順序一個個地解決問題，而量子計(jì)算機(jī)卻可以同時解決多個問題。

　　傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用的運(yùn)算規(guī)則是二進(jìn)制，用0和1記錄信息狀態(tài)。但量子計(jì)算機(jī)由量子狀態(tài)來描述信息，根據(jù)量子的特性它可以同時表示多種狀態(tài)，并同時進(jìn)行疊加運(yùn)算，因而擁有更快速的運(yùn)算方式。

　　由于量子計(jì)算機(jī)處理能力比當(dāng)前傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)高幾個數(shù)量級。因此，許多人認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)將完成以前被認(rèn)為是不可能完成的任務(wù)，例如模擬化學(xué)催化劑、建立超級復(fù)雜系統(tǒng)的模型、破解加密密碼等。但迄今為止，這些公司開發(fā)的量子計(jì)算機(jī)處理能力不夠強(qiáng)大或不夠精確，在運(yùn)行大多數(shù)任務(wù)時不足以超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。

　　谷歌一直是外界公認(rèn)的量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里的領(lǐng)頭羊。目前，谷歌已制造出9量子比特的機(jī)器，并計(jì)劃今年增加至49量子比特，實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。IBM也對推進(jìn)商用量子計(jì)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(yè)化量子計(jì)算云服務(wù)：IBM Q。這也是全球第一個收費(fèi)的量子計(jì)算云服務(wù)系統(tǒng)。當(dāng)時IBM表示，未來，新系統(tǒng)可以為全球的研究人員服務(wù)，處理傳統(tǒng)電腦無法解決的復(fù)雜計(jì)算，成為未來培育量子計(jì)算市場的關(guān)鍵。