建造量子计算机的公司已经取得了惊人的成就e近年来的进展,硬件只是问题的一半。NIBM行业的领导者分享了它的愿景,我们将如何开发软件,让这些机器得到很好的利用。

到目前为止,大部分关于量子计算机的媒体报道都围绕着IBM和主要竞争对手谷歌之间的竞争,即在一个处理器中挤进最多的量子位。最后是的r,IBM甚至揭示了其量子计算机的未来路线图该公司预测,最快在2023年就能生产出1121个量子位设备。

但这些机器不会有什么用,除非我们有程序在上面运行。因为这种奇怪的方式量子计算机操作,我们将不能仅仅启动为传统计算机设计的软件。

首先,它的底层硬件与传统计算机使用的晶体管有很大的不同,而且实际上有多种相互竞争的技术,从超导线圈到晶体管被困的离子

在这之上,而不是使用这个硬件来实现二进制位软件设计者们已经习惯了,量子位元的值可以是1或者0,位于量子计算机核心的量子位元可以占据由1和0组成的各种状态。

这些量子位的定义并不像经典计算机中的位那样简洁。这些机器的大部分能力来自于利用量子纠缠现象来内在地连接许多量子位元的值。这就是为什么量子计算机的能力会呈指数级增长ly量子位的数量,但这让处理量子位成为了一个主要的难题。

量子物理学的概率性质也意味着量子计算机得到答案的方式与经典计算机非常不同。T他们经常不得不多次运行相同的问题,并对结果取平均值,而不是遵循一个整洁的、逻辑的路径。

所有这些都意味着计算堆栈的每一层都需要重新设计,IBM现在已经公布了这一计划它的愿景f或者这个过程应该如何进行。他们策略的关键是采用开源的方法来解决这个问题,将尽可能多的开发人员拉进这个过程,并且他们已经努力使他们的软件里程碑与他们去年发布的硬件里程碑相匹配。

看看IBM将量子计算机从今天嘈杂的、小规模的设备推进到未来更大、更先进的量子系统的路线图。信贷:StoryTK IBM

第一步将是开发最低层次的软件,它将实际控制底层硬件的操作。为此,该公司计划在今年某个时候发布Qiskit软件的更新,该软件用于在各种硬件上运行量子程序。

操作一台量子计算机实际上涉及到经典和量子组件之间的微妙相互作用,而这次更新将调整这些工作负载的平衡,以提高速度。它不会在用户的电脑上运行这些程序的经典部分,而是将它们上传到传统的硬件上直接放在量子处理器旁边,以减少通信延迟。

加在一起,这次更新将使一些量子程序的速度提高100倍,该公司表示,这将意味着目前需要数月的计算将只需要数小时。

到2023年,进一步的更新将大大扩展开发人员能够使用的量子电路种类,新的控制系统将使利用更大的量子硬件成为可能——正好赶上公司的时间y计划发布1121量子位Condor处理器。

在这一点上,IBM认为量子软件环境将足够充实,开发者将不再需要在设备级编程。这将是至关重要的一步,因为它将允许更多的人开始研究这些系统,而不必真正了解它们的基本物理原理。

他们认为,到2025年,我们将进入一个“无摩擦量子计算”(frictionless quantum computing)的时代。在这个时代,开发者和用户将不再需要考虑是哪种硬件在运行他们的程序,量子过程将被无缝地集成到他们的一般工作流程中。

我们希望到2030年,企业和用户每天运行数十亿甚至一万亿个量子电路,而他们甚至没有意识到自己正在这么做,”路线图wr的作者说ote。

IBM现在已经为自己设定了两个雄心勃勃的时间表,如果它在量子计算领域的大力推进要取得成果,它需要保持这两个时间表的正常运行。在这一过程中,几乎不可避免地会出现一些小问题,但如果量子计算能或多或少地按期进行,它很可能在十年内成为商业现实。

图片来源:IBM的周康妮

我是一名自由科技作家,住在印度班加罗尔。我的主要兴趣领域是工程学、计算机和生物学,尤其关注这三者之间的交叉点。

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