谷歌发布量子开源软件 传统化学家“不感冒”

谷歌在推动量子计算机方面又有新动作。近日，谷歌公布了一款开源软件，能够旨让科学家和研究人员更方便地使用量子计算机的软件支持他们的研究。不过传统化学界对此似乎并不感冒。

这款名为Open Fermion的开源软件包含有一个算法库，能在量子计算机上模拟电子的相互作用。电子的相互作用在化学和材料科学领域都非常重要。化学家和材料学家可以利用这个软件，改编算法和方程，使之在量子计算机上运行。之前，他们只能在具有强大计算能力的传统计算机上进行模拟，或者与专业的量子计算机软件开发者合作，编写大量软件代码，才能在量子计算机上模拟电子间的相互作用。

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员，科技与战略风云学会会长袁岚峰对第一财经记者解释称，由于“电子之间的相互作用”，随着体系规模的增长，计算量增长得很快，因此需要更高性能的计算机处理。

目前参与量子计算领域研究的主要是物理学家。许多量子化学家都对这方面的研究感兴趣，不过大都“不明觉厉”，还不清楚量子信息的原理。谷歌现在推出的这个开源软件的作用，就是帮助更多科研人员来体验、使用这种量子仿真的方法。

袁岚峰说：“这类软件降低了知识门槛，以前科学家需要对整个实验装置都很了解，现在可以只关注软件。这就好比计算机刚出来的时候，能用计算机的人需要对计算机的硬件软件都非常了解，后来发明了编程语言，大多数人就不需要管计算机的硬件了。

不过对于量子计算机对基础科研领域的帮助有多大，研究人员仍然持谨慎态度。西班牙加泰罗尼亚化学研究院（ICIQ）研究员JR Galan-Mascaros对第一财经记者表示：“虽然量子计算机的性能强大，能够帮助科学家解决过去不能解决的问题，或者增加新发现的可能性。不过量子计算机成本太高，大规模商业化很难达到。”

不过对于量子计算机对基础科研领域的帮助有多大，传统化学家和材料科学家仍然持谨慎态度。西班牙加泰罗尼亚化学研究院（ICIQ）研究员Jose Ramon Galan-Mascaros对第一财经记者表示：“量子计算机在进行复杂计算处理方面的能力确实很强，但是量子芯片的技术非常复杂，只有当做成超级计算机的时候才会有用，这是巨大的成本，所以要实现商业化很难。”

尽管量子化学已经兴起一段时间，被认为能够解决过去无法解决的问题。不过据第一财经记者了解，目前从事量子计算的大多数仍为物理领域的科研人员。“虽然量子是个好东西，但量子计算还在初始阶段，目前来看对我的帮助并不大。”华东理工大学化学系副教授张隽佶对第一财经记者表示。

目前谷歌、IBM、英特尔、微软和D-Wave等公司都在大力推动量子计算机的开发，希望尽早投入运行商业应用。谷歌此次发布的开源量子软件Open Fermion，就是与一家小型的竞争对手——量子计算机创业公司Rigetti Computing合作开发了新软件。

苏黎世联邦理工学院、美国劳伦斯伯克利国家实验室、密歇根大学、哈佛大学、牛津大学、达特茅斯学院和美国国家航空航天局也在在软件开发过程中对谷歌提供了帮助。

此外，谷歌、IBM和D-Wave还允许企业通过它们的云服务，免费试用处理能力还不够强大的量子计算机。谷歌曾表示，计划今年年底前实现50个比特的量子计算能力，这将成为计算机科学领域的一个里程碑事件。

尽管量子计算机云处理能力要比传统超级计算机高出几个数量级。理论上能让人们完成过去不可能完成的任务，比如模拟化学催化剂；建立极为复杂的系统，比如例如气候变化模型；或者破解几乎所有公钥加密密码等。但迄今为止，这些公司开发的量子计算机处理能力仍然不够强大或精确，在运行大多数任务时，性能与传统计算机相比并无优势。

传统计算机的晶体管处理器是用二进制表示信息的，二进制信息的值是0或者1。量子计算机则利用量子比特表示信息，一个量子比特的值可以同时为0和1。在传统计算机中，每个比特的值相互是独立的，量子比特的值则相互影响。从理论上说，正是这一特性使得量子计算机具有强大的处理能力。