量子计算是可以实现的,但难度也非常大,因此目前仅有几位开发者(通常接受过量子物理和高等数学训练)实际上能够真正操作世界上仅有的几台量子计算机。现在 D-Wave 这家加拿大公司想要通过开源软件之力让量子计算变得更加容易简单——这家公司从 2013 年开始就已经向谷歌和美国航天局(NASA)提供了测试用的量子计算机。
传统计算机将信息以「比特」的形式进行存储和计算,这些「比特」要么表示 0,要么就只能表示 1。但量子计算机却并非如此,借助量子粒子的一种被称为「叠加态」的奇怪状态(即粒子的自旋同时有两个方向),量子计算机的比特(被称为「量子比特(qubit)」可以同时处于 0 和 1 两种状态。D-Wave 这样的公司希望能够通过将这样的量子比特连接在一起而创造出能够在性能上远远超过当前计算机的新型计算设备。
IBM 在 2000 年就展示了一台可工作的量子计算机,并自此之后就一直在不断改进其技术。谷歌也在研究自己的量子计算机,该公司在 2013 年还与 NASA 一起对 D-Wave 的系统进行了测试。洛克希德·马丁公司和洛斯阿拉莫斯国家实验室也在使用 D-Wave 的机器。但是今天的量子计算机仍然并不适用于大多数真实世界任务。量子比特本身也还很脆弱,一不小心就会脱离叠加态。另外,目前我们还很难对量子计算机进行编程,因为这需要高度专业的知识。
「D-Wave 正在推动硬件的发展,」D-Wave International 总裁 Bo Ewald 说,「但我们需要更多聪明的人来思考其应用,还需要另一些人来思考其软件工具。」
这就是该公司推出的新软件 Qbsolv 的用武之地。
Qbsolv 是为帮助没有量子物理背景的开发者开发 D-Wave 量子计算机程序而设计的。D-Wave 的一些合作伙伴已经在使用这个工具了,但今天该公司宣布将其开源了!这意味着以后任何人都可以免费使用、分享和修改这个软件了。
Qbsolv 开源地址:https://github.com/dwavesystems/qbsolv
「在计算机科学领域,不是每一个人都认识到了量子计算机的潜在影响。」科罗拉多大学博尔德分校的数学家 Fred Glover 说,他一直在使用 Qbsolv。「Qbsolv 通过让研究者和实践者参与进来共同描绘量子计算开发的未来方向,从而提供了一种可以使这种影响为更多人所认知的工具。」
人人都有量子比特
Qbsolv 是未来的量子计算机程序员工具库的新成员——虽然目前这个库还很小,但它也在不断增长。去年,洛斯阿拉莫斯国家实验室的 Scott Pakin(他也是 Qbsolv 的最早用户之一)就曾发布了另一款免费工具 Qmasm(https://github.com/losalamos/qmasm),这也是一款帮助开发者无需忧心底层的硬件就能开发 D-Wave 计算机程序的工具。