今年 2 月，在一個(gè)量子計(jì)算會(huì)議（Quantum Computing for Business）上，量子霸權(quán)概念提出者 John Preskill 認(rèn)為，人類在即將實(shí)現(xiàn) 50-100 量子比特的中型量子計(jì)算機(jī)后，便可將其應(yīng)用于探索更多現(xiàn)有經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法進(jìn)行但更具開拓性的研究領(lǐng)域，也意為著人類即將進(jìn)入一個(gè)量子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵新時(shí)代。 他稱其為 NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum，嘈雜中型量子）時(shí)代。

現(xiàn)在，隨著 NISQ 計(jì)算機(jī)的推出，開發(fā)出能理解這些機(jī)器的算法也變得越來(lái)越重要。

近日，Google AI 的量子團(tuán)隊(duì)宣布開源了用于 NISQ 計(jì)算機(jī)的 Cirq 量子計(jì)算框架。需要指出的是，該框架尚未在真正的量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，只是支持在模擬器上運(yùn)行算法，不過(guò)還是有望為量子計(jì)算機(jī)發(fā)揮作用。

“Cirq 專注于短期問(wèn)題，幫助研究人員了解 NISQ 量子計(jì)算機(jī)是否能夠解決具有實(shí)際重要性的計(jì)算問(wèn)題。”Google AI 的成員在博客中這樣寫道。

Cirq 框架通過(guò) Apache 2 獲得許可，可以在任何商業(yè)或開源軟件包中進(jìn)行修改或嵌入。

安裝過(guò)后，Cirq 能為特定的量子處理器編寫量子算法。Cirq 能使用戶對(duì)量子電路進(jìn)行準(zhǔn)確控制，為了編寫和編譯這些量子電路，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的，從而使用戶能夠充分利用 NISQ 架構(gòu)。

他們還發(fā)布了 OpenFermion-Cirq，OpenFermion 是一個(gè)解決化學(xué)問(wèn)題的量子算法平臺(tái)，OpenFermion-Cirq 則是一個(gè)開源庫(kù)，它將量子模擬算法編譯成 Cirq。該庫(kù)可用于輕松構(gòu)建量子變分算法，以模擬分子和復(fù)雜材料的特性。

不過(guò)如果要實(shí)現(xiàn)其全部?jī)r(jià)值，量子計(jì)算還需要強(qiáng)大的跨行業(yè)協(xié)作。以下為早期測(cè)試人員產(chǎn)生的 Cirq 工作的一些示例：

Zapata 計(jì)算：一個(gè)量子自動(dòng)編碼器的仿真；

Quantum Benchmark：整合 True-Q 工具，以評(píng)估和擴(kuò)展硬件功能；

海森堡量子模擬：模擬安德森模型；

劍橋量子計(jì)算：專用量子編譯器的集成 t|ket>；

NASA：基于 QAOA 時(shí)間規(guī)劃的架構(gòu)感知編譯器和量子計(jì)算機(jī)模擬器。