Quantum Computing: Framtiden för fri programvarubehandling

Nyligen, i en tidigare och ny artikel av DesdeLinux kallas «Microsoft släpper sin Q # kompilator och kvantesimulatorer»Vi pratade lite om«Kvantberäkning«. Men Vad är Quantum Computing? Vilka fördelar och framsteg ger det? Vilken typ av hårdvara och programvara använder du? och det viktigaste för oss: Finns det framsteg eller bidrag från fri programvara inom Quantum Computing?

I denna publikation kommer vi kort att ta upp alla dessa frågor så att som med andra nya tekniker, såsom superdator, artificiell intelligens, big data, blockchain, 5G-teknik, bland andra, vi kan lära känna, fördjupa och tillämpa kunskapen om dem.

Kvantberäkning det är för stora privata företag och världsmakter en av de viktigaste teknologierna som kommer att förändra världens "spelregler" som vi känner det. Det vill säga, kommer att bli en av de nästa stora innovationerna inom databehandling under detta århundrade, trots den oöverkomliga kostnaden och bristen på tillgänglighet.

För närvarande arbetar forskare, akademiska institutioner, privata organisationer och regeringar och investerar betydande mängder tekniska och ekonomiska resurser att effektivt och effektivt använda kvantfysik på nya datorer för att utföra beräkningar mycket snabbare än med traditionella datorer.

Kvantberäkning

Vad är kvantberäkning?

Quantum Computing är en som utnyttjar partiklarnas förväntade kvantkaraktäristika, särskilt överlappning och intrassling, för att köra processer och utföra beräkningar i otroliga hastigheter över traditionella system. Det är fortfarande en utvecklingsteknik vars blomning är i full gång.

Tillsammans med att tillämpa kvantmekanikens lagar för att bearbeta information för att uppnå högre hastigheter, vi också du får förmågan att lösa svåra problem som traditionell dator inte når. Och slutligen lagrar datorerna som använder denna teknik mycket mer information än de klassiska, det vill säga ha potential att arbeta (bearbeta) stora mängder beräkningar, genom att köra den parallellt och på några sekunder.

Hur fungerar kvantdatorer?

De nuvarande och klassiska datorerna använder en sekvens av binära bitar. Varje bit som används är alltid i ett av de två definitiva kända tillstånden, noll (0) eller en (1). Dessa fungerar som av / på-omkopplare för att styra datorns funktioner.

Däremot, en kvantdator använder kvantbitar eller qubits. Vilket, var och en av dem kan representera både en noll (0) och en (1) samtidigt. Detta gör att dessa kan stödja dataenheter som samtidigt kan finnas i mer än ett tillstånd. Denna egenskap är en befintlig begränsning i de nuvarande datorerna i den traditionella datortiden som använder binära system.

Hur är kvantmaskinvara?

Kvantdatorer kan inte återanvända nästan vilken HW som för närvarande används i klassiska datorer. Eftersom dessa huvudsakligen fokuserar på strömmen av elektroner genom supraledande ledningar som kyls till extrema temperaturer. Därför kräver deras kylning en kombination av superkalla gaser, som helium-3, som är en isotop av helium som är oerhört svår att få.

Kvantdatorer är byggda för nu under denna princip om kryogenik eller superkylningFramsteg fortsätter dock med mer avancerade och futuristiska alternativ som system baserade på elektromagnetiska fält och laserstyrning som kan lösa bristen på komponenter som disciplinen lider av.

Även länder som USA, genom företag som IBM, Google och Microsoft, är väl avancerad i utvecklingen av sina egna kvantdatorer. Och Kina, genom företag som Alibaba och Baidu, det är inte långt efter. Ryssland och Europa är fortfarande i FoU-planer.

Vilken kvantprogramvara finns det idag?

På kommersiell nivå, "Quantum Dev Kit" (Quantum Development Kit) från Microsoft, som är egen och sluten programvara. Som också kan nås via din Microsoft Quantum Network, vilket är inget annat än ett nätverk bildat av en koalition av MS-partners för att uppnå kunskapsdelning och samarbete med de största innovatörerna inom kvantbearbetning.

Annan kvantprogramvara från privata företag, men släppt som fri programvara, är QUISKIT (Quantum Information Science Kit). QUISKIT är ett Apache Licensed Free Software-projekt skapat av IBM. QISKIT tillåter en programmatisk interaktion med kvantprocessorn och IBM-simulatorer som använder Python-kod som interagerar med kvantsystemet genom ett mellanliggande representationsspråk som kallas OPENQASM.

Denna kvantfria programvara som heter QUISKIT föddes 2017, när IBM konverterade sitt projekt som lanserades 2016, kallas "Quantum Experience”, Genom vilken den gjorde en 5-qubit kvantprocessor tillgänglig för alla genom sitt eget moln.

För närvarande består QUISKIT för närvarande av en:

• API: Ett Python-omslag på Quantum Experience HTTP API som låter dig ansluta och köra kod OPENQASM.
• SDK: Ett utvecklingssats för generering av kretsar och som gör det möjligt att använda QISKIT API för att komma åt hårdvaran för Quantum Experience och simulatorerna.
• språk: En uppsättning specifikationer, exempel, dokumentation och verktyg för mellanrepresentation av OPENQASM.

Det finns förmodligen många fler mindre kända, men just nu QUISKIT sätter standarden på quantum Free Software-nivån. Och att den har en API i Python det gör det möjligt för programmerare runt om i världen, särskilt de som arbetar med fri programvara, att börja experimentera och arbeta med den kvantprocessor som finns i deras moln.

Slutsats

Quantum computing, idag är ett utmärkt forsknings- och utvecklingsmöjlighet både för människor (matematiker, fysiker, datavetare och experter) samt för offentliga och privata organisationer inom datavetenskap. Även om det för närvarande är i sin linda, kommer denna nya gren av kunskap och teknik att se sin potential utvecklas under de kommande åren. men att få se det på våra stationära datorer tar många år efter dess kommersiella utveckling.

Men säkert inom området Quantum Software Development både privat och gratis kommer säkert att avancera mycket snabbare, och säkert kommer fri programvara att dra nytta av detta nya område.