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推动量子计算商业化，QCI发布首个量子应用加速器

光子盒研究院 光子盒 2021-12-15
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光子盒研究院出品

 
量子计算机比经典计算机更有优势的地方之一是优化问题。这些问题是人们在以QUBO（二次无约束二进制优化）形式表示的数学方程中寻找最低能量值的问题，它们适用于许多领域，包括金融、物流、药物发现、网络安全、机器学习以及许多其他领域。

为此，量子计算初创公司QCI(Quantum Computing Inc.)宣布推出一款名为Qatalyst的应用加速器，该加速器有望简化在不同量子计算平台上部署应用程序的工作。


Qatalyst目前支持Rigetti、D-Wave systems和IonQ的量子计算机系统，并计划支持基于量子处理器单元（QPU）的其他系统。上述三家公司的量子硬件分别基于超导、量子退火和离子阱，是目前商业化发展最快的主流技术路线。


Qatalyst软件的优点之一是，许多数据科学家都非常熟悉经典计算求解器对优化问题的使用，因此他们能够快速学习使用该软件，并在几种不同的计算平台（经典和量子）上比较这些问题的解决方案。因此，大大降低了使用量子计算方法学习全新软件算法、语言和开发工具的应用程序开发人员所面临的巨大挑战。


QCI表明，该加速器已解决了包含多达110,000个变量和8,000个约束的大型优化问题。洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）测试了该软件，他们已在arXiv上发表了一篇论文，将Qatalyst软件的性能（文中称为Mukai）与D-Wave提供的另一个QUBO求解器Qbsolv进行了比较，发现Qatalyst的性能更好。
 
论文链接：
https://arxiv.org/abs/2102.01225
 
QCI副总裁Steve Reinhardt说，Qatalyst为软件开发人员提供了应用程序编程接口（API），使他们能够在更高的抽象级别上构建量子应用程序，而不是使用量子计算系统构建者提供的低级工具。
 
Reinhardt补充说，这些API的出现方式，也使开发人员更容易将其整合到行业专家可以使用的工作流中。他还说，这种方法将使从事复杂数学问题的终端用户更容易使用量子计算。

Quantum SDK

Reinhardt表示，就量子计算的采用而言，当下还处于初期阶段，不清楚哪些硬件平台会经受住时间的考验时，各大组织机构不希望只使用特定的硬件平台上。
 
Reinhardt补充说，Qatalyst还可以使开发人员可以在不同的量子计算系统之间比较结果，这些系统可通过云服务调用。他指出，Qatalyst不断优化量子计算机的使用，使各组织机构能够更好地控制成本。
 
除了Righetti、D-Wave和IonQ，构建量子计算平台的机构还包括Alphabet、IBM、霍尼韦、亚马逊、微软、阿里巴巴、诺基亚、英特尔、空中客车、惠普企业(HPE)、东芝、三菱、SK电信、NEC、雷神、洛克希德马丁(Lockheed Martin)、百健(Biogen)、大众、Silicon Quantum Computing、华为、安进和Zapata。
 
美国政府通过国家安全局（NSA）、国家航空航天局（NASA）和洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）等机构，资助量子计算研究。在大多数情况下，这些机构之间有相当数量的协作。例如，Alphabet的子公司谷歌与美国国家航空航天局（NASA）合作，使用D-Wave提供的量子计算机创建了量子人工智能实验室（Quantum AI Laboratory）。
 
最终，量子系统将成为各组织机构可以作为云资源调用的一个平台。然而，在未来许多年内，可以通过云计算使用的量子系统的数量可能非常有限，这意味着使用量子系统将是昂贵的。目前还没有用于调用这些系统的标准API集，QCI希望通过继续开发Qatalyst来填补这一空白。
 
今天正在进行实验应用的量子计算机是基于量子电路的，该量子电路提供了量子比特作为计算单位。经典计算机是基于可以设置为0或1，而量子比特可以同时设置为0和1。从理论上讲，这将提高原始计算能力，从而解决更复杂的化学问题，推动气候变化研究，或破解广泛用于确保网络安全的加密方案。量子计算机还将有望推动人工智能的发展，使其能够以比今天使用传统系统快得多的速度训练更复杂的模型。
 
但在2023年之前，量子计算平台不太可能足够稳定到可以广泛使用。与此同时，随着构建量子应用程序的开发者数量稳步增加，人们对使用单一硬件平台上的担忧将继续存在。

关于QCI
 
专注于开发新的应用和解决方案，利用量子和量子就绪计算技术来解决各种行业中的难题。该公司的金融、计算、安全、数学和物理专家团队可以帮助开发人员、企业和政府机构利用量子计算的能力来解决他们面临的具有挑战性的现实问题。该公司已经申请将其普通股在纳斯达克资本市场上市。

文章链接：
https://quantumcomputingreport.com/quantum-computing-inc-introduces-qatalyst-a-quantum-application-accelerator/
https://venturebeat.com/2021/02/17/qci-rises-to-the-quantum-computing-portability-challenge/

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