我們所處的數(shù)字時(shí)代已經(jīng)看到量子算法在實(shí)際應(yīng)用中掀起了波瀾。谷歌的量子人工智能團(tuán)隊(duì)就是一個(gè)很好的例子：一年前，他們利用量子力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)了超越經(jīng)典的計(jì)算，開(kāi)發(fā)了世界上運(yùn)行速度最快的計(jì)算機(jī)。有了這個(gè)，谷歌的人工智能團(tuán)隊(duì)正在推進(jìn)量子計(jì)算的藝術(shù)，并正在為研究人員開(kāi)發(fā)超越經(jīng)典計(jì)算的工具。

量子科學(xué)家也在開(kāi)發(fā)量子算法，旨在改變?nèi)斯ぶ悄茴I(lǐng)域。然而，鑒于推進(jìn)量子計(jì)算科學(xué)的當(dāng)前狀態(tài)需要付出大量努力，因此需要新的更好的工具來(lái)提高工程和研究任務(wù)的效率，同時(shí)進(jìn)一步推進(jìn)個(gè)體研究人員與其團(tuán)隊(duì)之間的合作可能性。

牢記這一點(diǎn)，谷歌最近開(kāi)發(fā)了一種新的開(kāi)源量子模擬器，稱(chēng)為 qsim。進(jìn)行開(kāi)發(fā)是為了幫助研究人員開(kāi)發(fā)和采用量子算法。

如果我們談?wù)撃M器，它們?cè)诹孔佑?jì)算中占有重要地位，而不僅限于經(jīng)典計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域。模擬器主要用于編寫(xiě)和進(jìn)一步調(diào)試量子代碼，最常見(jiàn)的是針對(duì)特定的量子算法。以前開(kāi)發(fā)的模擬器容易產(chǎn)生噪音，無(wú)法糾正錯(cuò)誤。為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了 qsim。

qsim 的開(kāi)發(fā)是為了讓研究人員能夠在理想化條件下創(chuàng)建量子算法。qsim 的一個(gè)重要特點(diǎn)是它們有助于準(zhǔn)備在量子硬件上運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。不再使用以前用于模擬任務(wù)的計(jì)算機(jī)集群，現(xiàn)在可以通過(guò)將 qsim 嵌入到單個(gè)設(shè)備中來(lái)輕松完成同樣的壯舉。

谷歌指出，他們的工程師經(jīng)常使用 qsim 來(lái)測(cè)試和基準(zhǔn)量子算法和處理器。例如，谷歌在其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究中使用了 qsim。它在 Cirq 和 TensorFlow Quantum 中嵌入了 qsim，以訓(xùn)練涉及數(shù)十萬(wàn)個(gè)電路的量子機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

qsim 是 Google 軟件工具開(kāi)源生態(tài)系統(tǒng)的一部分，其中包括 Cirq(一種量子編程框架)、ReCirq(研究示例存儲(chǔ)庫(kù))以及特定于應(yīng)用程序的庫(kù)，例如用于量子化學(xué)的 OpenFermion 和用于量子機(jī)器學(xué)習(xí)的 TensorFlow Quantum。這些工具協(xié)同工作，幫助研究人員加快工作速度?，F(xiàn)有的算法代碼可以通過(guò)更改一行 Colab 代碼在 qsim 上運(yùn)行，但無(wú)法通過(guò)這種方式開(kāi)發(fā)新算法。通過(guò)這樣做可以觀察到電路仿真的即時(shí)加速。

為了更好地了解 qsim，谷歌推出了一個(gè) 新網(wǎng)站 ，將所有工具、研究計(jì)劃、教育材料和最新出版物匯集在一個(gè)空間中。