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IBM推出全新升级的量子计算软件开发套件Qiskit 1.0

IBM推出全新升级的量子计算软件开发套件Qiskit 1.0
2023-12-12 15:44:21 来源:聚焦媒体网

  随着量子计算领域的快速发展,IBM 凭借旨在使量子计算更加实用和可访问的创新解决方案走在了前列。这在开发量子应用方面的创新尤为明显。

  在最近的量子计算峰会上,IBM 推出了 Qiskit 1.0,这是其用于量子计算的开源软件开发套件的重大升级。新版本引入了 Qiskit 模式,旨在简化量子计算科学家从经典计算到量子计算的过渡。

  这些模式,以及量子执行模式和无服务器计算的发展,代表了 IBM 致力于将量子计算引入主流科学研究并扩展其实用性的承诺。

  QISKIT 1.0

  Qiskit 1.0 标志着 IBM 量子计算工作的重大发展,在寻求使量子计算更易于为更广泛的受众所接受和实用方面实现了飞跃。

  IBM 开源软件开发工具包的更新版本是根据量子计算科学家的独特需求而设计的,专注于增强用户体验并简化量子编程中固有的复杂性。

  Qiskit 1.0 的核心是引入了 Qiskit 模式,该框架旨在通过模块化的四步流程简化量子计算工作流程。此过程可有效指导用户从问题概念化到执行量子算法,确保解决方案针对量子硬件进行优化。

  Qiskit 1.0 在性能、稳定性和内存占用方面都有所提高,带来了动态电路构建能力,能够构建更复杂、更灵活的量子算法。

  IBM 还优化了转译过程,以确保量子电路在特定量子硬件上获得最佳性能。

  QISKIT 模式

  Qiskit 模式是 IBM 在量子计算方面的最新进展,它提供了一种结构化的、用户友好的量子编程方法。这些模式旨在满足量子计算科学家的需求,他们希望利用量子计算来解决实际问题,而不会陷入技术细节的纠结。

  Qiskit 模式框架基于一个四步过程,可简化量子算法的应用。

  第一步是将现实世界的问题映射到量子电路和算子,有效地将复杂的问题转化为量子力学的语言。例如,化学中的一个问题可以转换为一个量子电路,该量子电路用表示能量哈密顿量的算子来表示分子波函数。

  在第二步中,这些抽象的量子电路针对特定的量子硬件进行了优化。这涉及使用转译器使电路适应硬件的独特约束和功能,确保电路尽可能简洁和高效。

  第三步是在量子硬件上执行这些优化的电路。此阶段利用 Qiskit 基元在 IBM 的量子系统上执行电路,并辅以用于错误缓解和其他近时间计算的经典处理。

  后处理是最后一步,其中来自量子硬件的原始结果被转换为可理解和可用的格式,无论是数值、图形还是其他分析演示。

  模块化和可重用性是 Qiskit 模式的关键特征,其设计由可互换的构建块组成。这允许用户通过将 IBM 的组件与第三方或开源替代方案互换来定制他们的量子计算例程,从而确保无缝集成到现有的计算工作流程中。

  Qiskit Patterns 以用户为中心设计,旨在促进复杂的量子计算,包括运行超过 100+ 量子比特电路的计算。随着该领域迈向量子效用时代,量子计算成为科学进步的实用工具,这一点尤为关键。

  Qiskit 模式证明了 IBM 致力于为更广泛的受众提供更平易近人、功能更强大的量子计算,简化科学家和研究人员探索和解决复杂问题的过程。这种以用户为中心的开发策略与 IBM 的总体目标相一致,即扩大量子计算技术的覆盖范围和效率。

  量子执行和无服务器

  IBM 引入的量子执行模式(例如批处理模式)彻底改变了量子计算的管理方式。批处理模式允许同时或顺序处理多个量子作业,从而显著提高量子操作的吞吐量和效率。

  与传统的单作业执行相比,这是一个重大改进,IBM 报告称,批处理模式可以将执行时间缩短多达五倍。这种模式特别有利于处理大量独立作业,使量子计算过程更加优化和省时。

  无服务器量子计算代表了向更易于访问的量子计算的飞跃。此模型允许用户在不处理复杂的量子硬件基础结构的情况下运行量子任务。

  这类似于云计算中的无服务器架构,其中消除了服务器管理的操作负担,使用户能够专注于运行其应用程序和服务。无服务器量子计算大大简化了用户体验,使量子资源更容易获得。

  抽象量子硬件的复杂性为更广泛的受众打开了大门,让他们能够参与到各种应用中的量子计算中来。

  IBM 对高级量子执行模式和无服务器量子计算的推动是使量子计算更加用户友好和高效的更广泛努力的一部分。

  这些举措有望扩大量子计算的范围,吸引更多不同的用户群体,并扩大潜在应用的范围。

  在不断发展的量子计算领域,IBM 的量子计算峰会展示了他们对量子计算科学家细微需求的理解。Qiskit 1.0 的推出证明了 IBM 在该领域的领导地位,反映了使从事前沿研究的科学家更容易获得量子计算的战略推动力。

  Qiskit 模式通过四步过程简化了量子算法的应用,将现实世界的问题转化为量子力学语言。这种简化的过程提高了性能,并显着提高了量子电路的稳定性和效率。

  随着批处理模式和其他量子执行模式的出现,IBM 在管理和优化量子计算方面取得了重大进展。事实证明,这些模式可以提高效率,据报道,与传统的单作业执行相比,这些模式将执行时间延长了五倍,这对于处理多个独立作业来说是一个福音。

  无服务器量子计算是又一次飞跃,将量子计算带入云时代。提供类似于传统云计算中的无服务器架构的用户友好体验,消除了量子硬件管理的运营负担,使对量子资源的访问民主化。

  IBM 在量子执行模式和无服务器量子计算方面的这些进步不仅仅是渐进式的步骤,而是朝着量子计算民主化迈出的巨大飞跃。它们标志着扩大量子计算范围的更广泛努力,邀请日益多样化的用户群参与到这种变革性技术中,用于许多应用。

  IBM的战略发展有望催化下一波科学发现,预示着量子效用的时代,量子计算不仅仅是一个理论奇迹,而且是研究和开发的实用工具。

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