量子云服务可提升量子算法的运行速度

作者：张明月
来源：国防科技要闻  

编者按

美国Rigetti Computing初创公司正在寻求通过一种新型云服务来连接量子计算机与传统计算机,以加快量子算法的运行，使量子计算机在未来实现比传统超级计算机更快的计算能力。量子计算未来可以在许多领域取得重大进展，包括化学、材料科学、核物理和机器学习等。新兴行业已经开始通过云计算为研究人员和企业提供了少量的量子计算机，但目前研发和维护量子计算机的成本高昂且在技术上困难重重。

量子云服务（QCS）

Rigetti公司推出了一种基于其现有服务器的新型量子云服务（QCS），该服务包含用于云量子编程的软件工具包“Forest”。Rigetti公司研究人员认为，安装该服务的量子机器可以生成比传统的量子机器更高质量、更快速度、更低成本的解决方案，来处理重大的计算问题。此外，该公司还推出了目前世界上功能最强大的量子处理器——128-量子比特模型，其运行速度高于之前的纪录保持者——谷歌公司的72-量子比特芯片“Bristlecone”。但是，使用QCS的用户最初将只能使用16-量子位芯片，而且在QCS大范围推广之前，其仅限于Rigetti的某些客户和合作伙伴使用。

量子云服务实用案例

美国田纳西大学的核物理学家托马斯·帕彭布罗克使用IBM公司和Rigetti公司研发的云服务来计算氘核的结合能，氘核是由质子和中子组成的粒子，形成氘（或重氢）原子中心。为了进行诸如此类的实验，研究人员使用混合量子算法对传统计算机进行编程，再使用应用程序编程接口来调用云中的量子机器以进行专门的计算，最后将计算结果发送至传统计算机。但是该方法会产生数据延迟问题，降低算法的运速度。QCS使用包含量子计算机和传统计算机的数据中心解决了这个问题，该数据中心在一个优化的系统中运行了混合算法。研发公司表示，通过此次实验，量子算法在QCS上的运行速度将比目前的云设置快20～50倍。QCS服务还预先配置了Forest软件和其他工具包，使研究人员可以更容易地启动和进行实验。

其他云计算服务

 QCS服务将使更多的研究人员能够获得相对先进的量子计算能力，并推动Rigetti成为正快速发展的量子云领域的前沿公司。其他云计算服务还包括：IBM已经允许其QNetwork计划中的成员通过云服务访问20-量子比特的机器，并通过IBM的 Quantum Experience计划对5-量子比特和16-量子比特的机器进行免费访问。IBM研究院首席运营官Dario Gil表示，自Quantum Experience计划于2016年推出以来，约有近10万名用户使用该服务进行了总计580万次实验。

在最近的一次会议上，谷歌云业务主管黛安·格林表示，该公司正在让一些客户获得基于云的量子服务，日本富士通公司和中国的阿里巴巴等亚洲科技公司也加入了该计划。

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