IBM 量子體驗(yàn)(Quantum Experience)團(tuán)隊(duì)已將量子計(jì)算軟件 QISKit 開源，根據(jù)量子計(jì)算和信息科學(xué)家 Jay Gambetta 的介紹，QISKit 可供開發(fā)者使用 Python 體驗(yàn) IBM 的云端量子處理器。
IBM QISKit 包含三個(gè)主要組件：
使用 Python 編寫的官方 QISKit API 客戶端，可執(zhí)行 pip install IBM Quantum Experience 安裝，隨后可按照下列范例使用：
api = IBMQuantumExperience("token", config) qasm = 'OPENQASM 2.0; include "qelib1.inc"; qreg q[5]; creg c[5];\ h q[0]; cx q[0],q[2]; measure q[0] -> c[0]; measure q[2] -> c[1];' device = 'simulator' shots = 1024 api.run_experiment(qasm, device, shots, name='My First Experiment', timeout=60)
QISKit 客戶端還可配合 Jupyter Notebook 使用：
import pip def install(package): pip.main(['install', package]) install('IBMQuantumExperience')
一個(gè) Python QISKit SDK ，其中包含多個(gè)由 IBM Q 工程師提供的用作演示和說明用途的工具。尤其是該 SDK 可以讓我們了解如何創(chuàng)建進(jìn)行復(fù)雜實(shí)驗(yàn)的多個(gè)作業(yè)，如狀態(tài)層析(State tomography)、隨機(jī)基準(zhǔn)(Randomized benchmarking)，以及糾纏測試(Entanglement test)。
OPENQASM 規(guī)范 ，其中詳細(xì)介紹了 Open Quantum Assembly Language 2.0及其基本資料，可以幫助我們了解由 IBM 推動(dòng)的量子計(jì)算模型，以及進(jìn)行量子實(shí)驗(yàn)所需的語法。
在 IBM 的 OPENAQSM 模型中，量子計(jì)算是通過下列四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的：
編譯（Compilation）
，使用經(jīng)典計(jì)算機(jī)將文本模式的量子算法轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的IR呈現(xiàn)。
電路生成（Circuit generation）
，將IR轉(zhuǎn)換為一系列量子電路，量子電路則是量子程序的最基本組成部分。量子電路是由基本步驟組成的一種序列，其中不包含任何分支或過程度量。經(jīng)典控制塊可包含量子電路，并可根據(jù)度量結(jié)果確定程序的整體控制流，或可即時(shí)創(chuàng)建新的量子電路。
執(zhí)行（Execution）
，該過程在量子計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)進(jìn)行。執(zhí)行過程中，由一個(gè)高級控制器負(fù)責(zé)處理輸入或來自量子電路的中間態(tài)度量，并將其放入由底層控制器執(zhí)行的物理操作序列。
后續(xù)處理（Post-processing）
，依然在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，會(huì)借助實(shí)時(shí)量子處理過程中進(jìn)行的度量創(chuàng)建最終結(jié)果。
IBM 量子體驗(yàn)旨在通過 IBM 云平臺連接至 IBM 的量子計(jì)算機(jī)，供用戶借此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或?qū)⒘孔佑?jì)算能力融入自己的軟件程序。量子計(jì)算機(jī)與基于晶體管的經(jīng)典計(jì)算機(jī)最大的不同在于，經(jīng)典計(jì)算機(jī)只能使用兩種狀態(tài)，而由于使用了量子位(Quantum bit)，量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)疊加更多狀態(tài)。根據(jù)宣傳，量子計(jì)算技術(shù)將能輕松解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法解決的問題，例如可用于大整數(shù)分解(密碼學(xué))、量子物理過程模擬、 瓊斯多項(xiàng)式(Jones polynomial) 逼近、 佩爾方程(Pell’s equation) 求解等領(lǐng)域。對于這類問題，量子計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度，同時(shí)也意味著目前棘手的(NP)問題盡管不會(huì)變成小菜一碟，但至少量子計(jì)算將為我們提供可行的思路。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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