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量子量子位促销

使用量子计算

2021年10月6日
手头没有量子计算机?看看开源的TKET工具。

你将学习:

  • TKET是什么?
  • 如何给量子计算一个“试驾”。

好吧,量子计算不是你在不久的将来就能做的事情,除非你在一所大学或一家专门从事这项技术的公司,因为实际的硬件还没有准备好装进你的口袋智能手机。例如,递波系统128量子位超导绝热量子优化处理器需要配套设备来维持运行温度(见图)


如果这些量子计算机像传统处理器一样运行,那么人们可以简单地把他们的C程序放到量子计算机上。不幸的是,这行不通。

不过,幸运的是,开发人员可以利用这样的工具量子的剑桥(CQ) TKET(发音为“ticket”)量子软件开发工具包,不仅针对量子计算硬件,而且在软件中编写和运行适合量子计算的应用程序。获得实践经验对于理解什么是可行的以及如何编程是非常有用的。

免费、开源的TKET允许开发者将算法转换为量子电路。得到的应用程序可以与一系列量子硬件平台和量子编程工具一起使用,而不需要重写代码。

TKET自2018年就出现了,但最近才转向开源。它是平台无关的,将与大多数商用量子硬件平台一起工作。这包括来自谷歌、霍尼韦尔、IBM和IonQ等公司的硬件。TKET还可以与开源量子编程工具一起工作,例如CirqQiskit,Pennylane

算法和量子比特

开发与每个独立平台的物理量子位布局一起工作的算法可能是一个挑战。TKET帮助将与机器无关的算法转换为可执行电路。然后对电路进行优化,以达到每个平台的精确量子位布局。这个过程减少了运行算法所需的步骤数。它确保结果和输出尽可能可靠,即使使用有噪声的中尺度量子(NISQ)器件。

由于当今量子硬件中的量子位很不稳定,而且很快就会变得“嘈杂”,所以现在的游戏名称是NISQ。当运行一个算法时,它们会失去一致性,停止产生清晰的结果。

今年5月,CQ的研究人员开发了一种量子算法,有助于解决涉及复杂蒙特卡罗积分的问题。蒙特卡罗是一种用于估计样本平均概率的数学过程;它在财务风险分析、药物开发、供应链物流以及其他商业和科学应用中都至关重要。TKET软件也被用于进一步的突破——cq能够展示出“突破性的证据”,即量子计算机可以在面对部分信息或不确定性时学会运用理性。

CQ软件主管Ross Duncan博士表示:“TKET将量子电路的高级硬件不可知优化与所选量子器件的目标特定编译通道相结合。”“这有助于量子计算用户在量子平台之间无缝移动,同时保持一致的高性能。用户只需要专注于开发他们的量子应用程序,而不是围绕任何特定硬件的特性重写代码。与此同时,我们帮助量子计算硬件公司确保他们的处理器能够获得最佳性能。”

量子计算是一种新事物,但它提供了许多机会,就像机器学习从一项学术活动变成广泛应用一样。

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