توسعه برنامه نویسی کوانتومی توسط گوگل

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ رایانه های کوانتومی همچنان در ابتدای راه خود قرار دارند؛ اما سازندگان این ابزارها در تلاش هستند تا توسعه دهندگان نرم افزار را به فعالیت در این حوزه تشویق کنند. برنامه نویسی روی چنین سامانه هایی یکی از اصلی ترین چالش های امروزی به حساب می آید؛ زیرا به جای استفاده بیت های دیجیتالی یا صفر و یک از کوییت یا بیت کوانتومی استفاده می کنند.

کیوبیت از قوانین فیزیک کوانتوم پیروی کرده و علاوه بر صفر و یک قادر است ترکیبی از هر دو را نیز به صورت همزمان در خود نگاه دارد. در نتیجه قدرت محاسباتی تا حد زیادی افزایش پیدا می کند. به علاوه آنها می توانند حتی بدون داشتن ارتباط فیزیکی روی یک دیگر تأثیر گذاشته و با هم ارتباط برقرار کنند. از طرفی بیت های کوانتومی ناپایدار بوده و صحت داده های آنها در کسری از ثانیه از بین می رود.

با توجه به چالش های بالا، در حال حاضر تولید نرم افزار برای سامانه ی کوانتومی بسیار مشکل است و تنها عده ی کمی از متخصصان هستند که توانایی انجام چنین کاری را دارند.

شرکت گوگل به منظور رفع مسئله ی بالا، کیت نرم افزاری سیرکیو (Cirq) را معرفی کرد. سیرکیو به توسعه دهندگان اجازه می دهد بدون داشتن هیچ پیش زمینه ای از فیزیک کوانتوم، الگوریتم های مورد نظر خود را تولید کنند. این نرم افزار منبع باز بوده و هر شخصی می تواند به آن دسترسی پیدا کرده و آن را مطابق میل خود تغییر دهد.

گوگل، سیرکیو را را ابزار منبع باز تسنورفلو (TensorFlow) -که ساخت نرم افزاز یادگیری ماشینی را ساده می کند- مرتبط ساخته است. برنامه نویسان در حال حاضر می توانند الگوریتم های کوانتومی ایجاد کرده و روی شبیه سازها اجرا کنند؛ اما هدف نهایی این است که تولیدات آنها در طیف عظیمی از ابزارهای آینده قابل استفاده باشد.

گوگل از کیت دیگری نیز به نام «اپن فرمیون» (OpenFermion-Cirq) رونمایی کرد. از این ابزار برای تولید الگوریتم هایی استفاده کرد که در شبیه سازی مولکولی و خواص مواد به کار گرفته می شوند؛ زیرا رایانه های کوانتومی در کوتاه مدت بیشترین کاربرد را در علم شیمی دارند.

یکی از شرکت هایی که به گوگل در توسعه ی سیرکیو کمک کرد زاپاتا (Zapata Computing) نام دارد. فعالیت اصلی این شرکت، روی توسعه ی نرم افزار برای علم شیمی و مواد متمرکز است.

کوانتوم بنچمارک (Quantum Benchmark)، یکی دیگر از شرکای گوگل در توسعه ی ابزار بالا است. این شرکت به مردم کمک می کند تا عملکرد سخت افزار های مختلف کوانتومی را برای انواع کاربردها بررسی کنند.

در حال حاضر شرکت های بسیاری سعی دارند یک بستر برنامه نویسی قابل درک در زمینه ی رایانش کوانتومی ایجاد کنند؛ اما با توجه به اینکه گوگل خود در حال توسعه ی پردازنده های کوانتومی به نام «Bristlecone» است، این مسئله احتمالا از درجه اهمیت بالاتری برخوردار باشد.