量子计算：自由软件计算的未来

最近，在之前和最近的一篇文章中 DesdeLinux 称为«微软发布其Q＃编译器和量子模拟器»我们谈到了«量子计算«。 但 什么是量子计算？它带来什么好处和进步？ 您使用哪种硬件和软件？ 对我们来说最重要的是： 自由软件在量子计算领域是否有进步或贡献？

在本出版物中，我们将简要介绍所有这些问题，以便 以及其他新技术，例如超级计算，人工智能，大数据，区块链，5G技术等， 我们可以去了解，加深和挪用知识 关于他们。

量子计算 它是大型私营公司和世界大国的主要技术之一，它将改变我们所知道的世界的“游戏规则”。 也就是说， 这将是本世纪计算机领域的下一个重大创新之一，尽管费用高昂且缺乏可访问性。

目前，研究人员，学术机构，私人组织和政府工作并投入大量的技术和财务资源 与传统的计算计算机相比，可以在新计算机上有效，高效地利用量子物理学进行计算。

量子计算

什么是量子计算？

量子计算是一种利用粒子的预期量子特性的方法特别是重叠和纠缠，可以在传统系统上以惊人的速度运行过程和执行计算。 它仍然是一种发展中的技术，其发展如火如荼。

除了将量子力学定律应用于处理信息以实现更高的速度之外，我们还 您可以解决传统计算无法解决的难题。 最后，使用这种技术的计算机比传统的计算机存储更多的信息，也就是说， 有潜力进行（处理）大量计算，只需几秒钟即可并行运行。

量子计算机如何工作？

当前和经典计算机使用一系列二进制位。 使用的每个位始终处于两种已知的已知状态之一，即零（0）或一（1）。 这些按钮用作打开和关闭开关，以控制计算机的功能。

与此相反， 量子计算机使用量子位或量子位。 它们中的每个都可以同时表示零（0）和一（1）。 这允许它们可以支持同时可以以一种以上状态存在的数据单元。 该特性是使用二进制系统的传统计算时代的当前计算机中的现有限制。

量子硬件是什么样的？

量子计算机无法重用经典计算机中当前使用的几乎任何硬件。 由于这些主要集中在电子流过冷却到极限温度的超导线上。 因此，它们的冷却需要结合超冷气体就像氦3一样，氦是很难获得的氦同位素。

现在，根据低温或过冷原理构建了量子计算机，但是诸如基于电磁场和激光控制的系统等更先进和未来派的替代方案仍在继续发展，这些解决方案可以解决该学科所缺乏的组件短缺问题。

也喜欢的国家 美国，通过IBM，Google和Microsoft等公司，在其自己的量子计算机的开发方面非常先进。 而中国，通过阿里巴巴和百度等公司，它并不落后。 俄罗斯和欧洲仍处于研发计划中。

今天有什么量子软件？

在商业层面， “ Quantum开发套件”（Quantum开发套件） Microsoft提供的专有和封闭软件。 也可以通过您的 Microsoft Quantum Network， 它不过是由MS合作伙伴联盟组成的网络，旨在与量子计算领域最伟大的创新者实现知识共享和协作。

私人公司发行的其他量子软件，但以自由软件的形式发布，是 QUISKIT（量子信息科学套件）。 QUISKIT是IBM创建的Apache许可免费软件项目。 QISKIT允许使用Python代码与量子处理器和IBM模拟器进行程序交互，而Python代码则通过称为OPENQASM的中间表示语言与量子系统进行交互。

这个叫做QUISKIT的量子自由软件诞生于2017年，当IBM转换其于2016年启动的项目时， “量子经验”，它通过自己的云使每个人都可以使用5量子位量子处理器。

目前，QUISKIT当前由以下人员组成：

• API： Quantum Experience HTTP API上的Python包装器，允许连接和执行代码 开放式质量管理系统.
• SDK： 一个用于生成电路的开发套件，它允许使用QISKIT API来访问Quantum Experience和模拟器的硬件。
• 语言：用于OPENQASM的中间表示的一组规范，示例，文档和工具。

可能还有很多鲜为人知的东西，但是目前 QUISKIT在量子免费软件级别设置了标准。 而且它有一个 Python中的API 它将使世界各地的程序员，特别是自由软件领域的程序员，能够开始实验并使用其云中可用的量子处理器。

结论

量子计算，今天是绝佳的研发（R＆D）机会 计算机科学领域的人员（数学家，物理学家，计算机科学家和专家）以及公共和私人组织都可以使用。 尽管目前尚处于起步阶段，但这一新的知识和技术分支将在未来几年内展现其潜力。 尽管要在我们的台式计算机上看到它，则在其商业开发之后还需要很多年。

但是可以肯定 在Quantum软件开发领域 私人和免费都肯定会进步得更快，并且 当然，自由软件将在这个新领域中占据优势。