OpenFermion øvelsesværktøj til kvantecomputerkodning

I en global indsats, forskere arbejder mod kvantecomputere. I mellemtiden, de skal lære at skrive kode til disse enheder, som er fundamentalt forskellige fra konventionelle computere. Et samarbejde mellem forskere ledet af Google, og herunder fysikere fra Leiden University og TU Delft, har udviklet et øvelsesværktøj til kemikere kaldet OpenFermion.

Virksomheder og universiteter rundt om i verden arbejder hårdt på at udvikle en kvantecomputer. I stedet for en samling af konventionelle bits, som kan antage to værdier, en kvantecomputer er en samling af sammenkædede qubits, som går sammen for at behandle et meget større sæt information. For hver ekstra qubit tilføjet til kvantecomputeren, dens effekt sammenlignet med en almindelig computer fordobles. Denne eksponentielle stigning gør selv en relativt lille kvantecomputer i stand til at løse problemer, der er umulige for konventionelle computere. Dette gælder kun for specifikke problemer, såsom dekryptering, modelleringsmolekyler til medicin, eller designe nye katalysatorer til renere brændstofforbrænding.

Software

For faktisk at bruge kvantecomputere, vi har også brug for software. Og mens de fleste forskere ved, hvordan man skriver kode til almindelige computere, de er helt nye inden for kvantekodningsscenen. For at lade samfundet lette i denne nye disciplin, værktøjer såsom Project Q, quantumsim, qHiPSTER, QISKIT, Q#, og Liquid er allerede blevet udviklet til forskere til at øve kodning på simulerede kvantecomputere og små rigtige enheder.

OpenFermion

Et samarbejde mellem forskere ledet af Google, og herunder ph.d. studerende Tom O'Brien og Mark Steudtner fra grupperne af prof. Carlo Beenakker og Stephanie Wehner, har nu lanceret et softwareværktøj specifikt til kemiforskning:OpenFermion. På den ene side, det understøtter kemikere i retning af at skrive kvantekode for at simulere kompliceret kemi, for eksempel ny medicin eller katalysatormolekyler. På den anden side, det giver kodningseksperter mulighed for at arbejde med et kemisk problem, selvom de ikke har nogen baggrund inden for dette område.

I et medfølgende papir, samarbejdet giver eksempler på kvantekode og uddyber deres open source -filosofi.