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IBM公布最新量子计算软件开发计划

IBM公布最新量子计算软件开发计划

Jeremy Kahn 2021年02月07日
IBM表示,明年将为程序员提供更多服务,使程序员更容易设计包含量子计算和传统计算元素的软件。

IBM表示,明年将为程序员提供更多服务,使程序员更容易设计包含量子计算和传统计算元素的软件。

IBM公布了一项雄心勃勃的量子计算快速推广计划,将在未来五年内推出更简单的编程工具。

IBM本周四公布了其最新的软件开发计划,作为公司9月公布的量子计算软件“路线图”的补充。

IBM正在积极开发量子计算机,目前已经有许多公司进入了这个领域。量子计算机利用量子物理学的奇怪特性进行计算。至少在理论上,量子计算机能够处理目前最大的传统超级计算机在合理时间内难以处理的计算量,还能大幅缩短处理其他硬计算任务的时间。

到目前为止,大部分量子计算机即将进入商业应用。包括IBM、谷歌(Google)、霍尼韦尔(Honeywell)、D-Wave Systems和位于加州的初创公司Rigetti Computing在内,有许多公司都支持通过云计算网络访问量子计算机。已经有多家大公司尝试利用量子计算机提高流程运行速度,例如评估金融资产组合的风险或优化交付路径等。

还有许多公司正在开发基于量子计算的算法,有些算法可以在传统计算机上运行用于提高计算机性能。

但为量子计算机编程并不容易。在传统计算机中,所有信息都以二进制的形式呈现,每一比特的信息只能是0或1。在量子计算中,使用量子比特处理信息,量子比特可以同时代表0和1。在传统计算机中,每一比特数据应该是相互独立的。但在量子计算机中,量子比特数据是相互依赖的。在传统计算机中,每次运行计算都会得到相同的答案。但在量子计算机中却并非如此。相反,同样的计算必须运行数百甚至数千次,然后分析潜在答案的概率分布,概率最高的答案往往就是最佳解决方案。

此外,目前不同的量子计算机用不同方式形成量子比特,有些计算机使用超导体,有些使用激光发射的光子,有些使用囚禁离子,甚至同一家公司的不同量子芯片因为每一个处理器中包含的量子比特数量不同,也会有不同属性。

IBM希望最终帮助程序员不必再担心这些复杂性。作为新软件开发路线的第一步,IBM在周四发布了开发者工具包Qiskit。该工具包更方便程序员通过IBM的云计算网络访问其量子计算机进行电路配置。另外,程序员运行和存储这些程序变得更容易。

IBM表示,新系统需要使用传统计算机服务器用于处理部分计算。该服务器与一台量子计算机位于同一个数据中心。IBM希望,通过在云端执行整个程序,在传统设备上运行某些工作任务,能够将部分计算任务的时间从几个月缩短到几个小时。

IBM表示,明年将为程序员提供更多服务,使程序员更容易设计包含量子计算和传统计算元素的软件。

IBM将从2023年开始向客户提供预构建的量子电路库,以及其承诺推出的大量量子计算机的控制系统。IBM曾表示其量子计算机将在2023年之前达到1,000量子比特,目前最大的商用机型只有65量子比特。

IBM还表示,将在2023年开始提供预构建的量子算法,程序员可以通过一个简单的基于云的应用程序界面或API使用该算法。这个算法是一个代码片段,程序员可以在其他软件的函数中调用。IBM在一篇宣布新软件开发路线的博客中表示,通过该算法,开发人员可以使用已知的编程语言为量子计算机编写软件,不需要学习新编程语言。

IBM称,希望来自不同公司的软件程序员能够“自行探索量子计算模型,不需要考虑量子物理学知识。” IBM希望到2025年能够提供“无摩擦的”量子计算,使程序员不必再考虑他们使用的量子计算机类型,或者一个程序的哪一部分将在量子计算机上运行,哪一部分会在传统计算机上运行。(钜富中国网)

译者:刘进龙

审校:汪皓

IBM表示,明年将为程序员提供更多服务,使程序员更容易设计包含量子计算和传统计算元素的软件。

IBM公布了一项雄心勃勃的量子计算快速推广计划,将在未来五年内推出更简单的编程工具。

IBM本周四公布了其最新的软件开发计划,作为公司9月公布的量子计算软件“路线图”的补充。

IBM正在积极开发量子计算机,目前已经有许多公司进入了这个领域。量子计算机利用量子物理学的奇怪特性进行计算。至少在理论上,量子计算机能够处理目前最大的传统超级计算机在合理时间内难以处理的计算量,还能大幅缩短处理其他硬计算任务的时间。

到目前为止,大部分量子计算机即将进入商业应用。包括IBM、谷歌(Google)、霍尼韦尔(Honeywell)、D-Wave Systems和位于加州的初创公司Rigetti Computing在内,有许多公司都支持通过云计算网络访问量子计算机。已经有多家大公司尝试利用量子计算机提高流程运行速度,例如评估金融资产组合的风险或优化交付路径等。

还有许多公司正在开发基于量子计算的算法,有些算法可以在传统计算机上运行用于提高计算机性能。

但为量子计算机编程并不容易。在传统计算机中,所有信息都以二进制的形式呈现,每一比特的信息只能是0或1。在量子计算中,使用量子比特处理信息,量子比特可以同时代表0和1。在传统计算机中,每一比特数据应该是相互独立的。但在量子计算机中,量子比特数据是相互依赖的。在传统计算机中,每次运行计算都会得到相同的答案。但在量子计算机中却并非如此。相反,同样的计算必须运行数百甚至数千次,然后分析潜在答案的概率分布,概率最高的答案往往就是最佳解决方案。

此外,目前不同的量子计算机用不同方式形成量子比特,有些计算机使用超导体,有些使用激光发射的光子,有些使用囚禁离子,甚至同一家公司的不同量子芯片因为每一个处理器中包含的量子比特数量不同,也会有不同属性。

IBM希望最终帮助程序员不必再担心这些复杂性。作为新软件开发路线的第一步,IBM在周四发布了开发者工具包Qiskit。该工具包更方便程序员通过IBM的云计算网络访问其量子计算机进行电路配置。另外,程序员运行和存储这些程序变得更容易。

IBM表示,新系统需要使用传统计算机服务器用于处理部分计算。该服务器与一台量子计算机位于同一个数据中心。IBM希望,通过在云端执行整个程序,在传统设备上运行某些工作任务,能够将部分计算任务的时间从几个月缩短到几个小时。

IBM表示,明年将为程序员提供更多服务,使程序员更容易设计包含量子计算和传统计算元素的软件。

IBM将从2023年开始向客户提供预构建的量子电路库,以及其承诺推出的大量量子计算机的控制系统。IBM曾表示其量子计算机将在2023年之前达到1,000量子比特,目前最大的商用机型只有65量子比特。

IBM还表示,将在2023年开始提供预构建的量子算法,程序员可以通过一个简单的基于云的应用程序界面或API使用该算法。这个算法是一个代码片段,程序员可以在其他软件的函数中调用。IBM在一篇宣布新软件开发路线的博客中表示,通过该算法,开发人员可以使用已知的编程语言为量子计算机编写软件,不需要学习新编程语言。

IBM称,希望来自不同公司的软件程序员能够“自行探索量子计算模型,不需要考虑量子物理学知识。” IBM希望到2025年能够提供“无摩擦的”量子计算,使程序员不必再考虑他们使用的量子计算机类型,或者一个程序的哪一部分将在量子计算机上运行,哪一部分会在传统计算机上运行。(钜富中国网)

译者:刘进龙

审校:汪皓

IBM has unveiled an ambitious plan to speed widespread adoption of quantum computing by introducing simpler programming tools within the next five years.

The new software development plan, announced Thursday, is a complement to a quantum computing hardware “road map” the company announced in September.

IBM is among a number of companies racing to develop quantum computers, machines that harness the bizarre properties of quantum physics to perform calculations. This enables them to, at least in theory, perform calculations that even today’s largest conventional supercomputers can’t solve in a reasonable time period, as well as to significantly lessen the amount of time it takes to perform other hard computing tasks.

So far, most of today’s quantum computers are just on the cusp of being able to do things that are commercially useful. A number of companies, including IBM, Google, Honeywell, D-Wave Systems, and California-based startup Rigetti Computing offer access to quantum computers through cloud-computing networks. And, already, several large companies have been experimenting with using these machines to speed up processes, such as assessing the risk of financial portfolios or optimizing delivery routes.

A slew of other companies are developing algorithms based on the ideas of quantum computing, some of which can be used to improve performance even when run on traditional computers.

But programming quantum computers is not straightforward. In a traditional computer, all information is represented in a binary format, called a bit, as either a 0 or 1. In a quantum computer, information is processed using qubits, which can represent both a 0 and 1 at the same time. In a traditional computer, the status of each bit is supposed to be independent from every other bit. But in a quantum computer, the status of qubits is interdependent. In a traditional computer, you get the same answer every time you run a calculation. In a quantum computer, that isn’t the case, and instead the same calculation must be run hundreds or even thousands of times, and the probability distribution of possible answers analyzed, with the most probable answer usually being the best solution.

What’s more, right now, different quantum computers form these qubits in different ways—some use superconductors, some use photons fired from a laser, some use trapped ions—and even different quantum chips from the same company may have different properties depending on how many qubits each processing unit contains.

IBM hopes to eventually free programmers from having to worry about all this complexity. As a first step in its new software road map, the company Thursday released a toolkit for developers, which it calls Qiskit. It’s designed to make it easier for programmers to configure circuits on an IBM quantum computer accessed through the company’s cloud-computing network. It also makes it easier to run and store those programs.

IBM said this new system involves using traditional computer servers located alongside a quantum computer in the same data center to handle some of the calculation. The company said it hoped that executing the entire program in the cloud, with some workload handled on classical machines, could reduce the time it takes to run some computations from months to just hours.

Next year, IBM says it will offer ways that make it easier for programmers to create software that incorporates both quantum computing and traditional computing elements in the same program.

Then, starting in 2023, IBM says it will offer libraries of pre-built quantum circuits for its customers, as well as systems for controlling the very large quantum computers it has promised to make available. The company has said it will have a machine with 1,000 qubits by 2023, versus the 65-qubit computers that are its largest commercially available models today.

IBM says that in 2023 it will also begin offering pre-built quantum algorithms that programmers will be able to use via a simple cloud-based application programming interface, or API, a tiny snippet of code that allows a coder to call on the functions of another piece of software. This will enable developers to write software for a quantum computer in programming languages that they already know, without having to learn a new coding language, IBM said in a blog post announcing the new software road map.

The company said it wants software programmers working in corporations to be able “to explore quantum computing models on their own without having to think about the quantum physics.” By 2025, IBM said, it hoped to offer what it called “frictionless” quantum computing, where programmers no longer had to consider what kind of quantum computer they were using, or even what portion of a program was being executed on a quantum computer and what part was being run on a classical computer.

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