量子计算的下一步是什么
量子计算正处于稳步上升的轨道上，但随着新技术开始上线，该领域也在不断变化。
与二进制位不同，量子计算/计算机 （qc） 中的量子位同时以 1 和 0 的形式存在并作为一个组。因此，根据一些计算，一个 300 量子比特的集合足以计算宇宙中的所有信息。换句话说，比任何人一生都需要知道的要多。
这个关于量子计算的 aspencore 特别项目旨在为您提供一个起点，以评估这种新兴技术及其对您的业务的潜在影响。您可以单击上面的徽标查看我们迄今为止完成的其他特殊项目的列表。
qc 给了我们希望，我们可以解决许多以前无法解决的问题，这取决于所讨论的问题，这可能是好是坏。例如，qc 有可能帮助模拟化学分子，这对于发现和开发新药至关重要。另一方面，qc 也将使以前无法破解的安全代码过时，从而需要建立抗 qc 的密码学方法。更一般地说，qc 有望加速各种不同应用的进展，例如人工智能 （ai）、金融建模、天气预报和粒子物理学。
尽管量子计算面临多重挑战，但该领域正稳步向高性能量子计算机发展，可以解决密码学、化学和人工智能中的难题。据波士顿咨询集团称，硬件和端到端提供商正在构建 qc 的商业基础，而专业的软件服务提供商则专注于解决特定问题。
来自量子计算机硬件供应商的软件和教程
硬件系统供应商包括 d-wave、ibm、英特尔、ionq、quantum circuits、qutech 和 rigetti。
d-wave是目前唯一一家销售量子计算机的公司。自 2013 年以来，google 和 nasa 一直在测试 d-wave 的机器。每个 d-wave qc 的成本超过 1000 万美元（第一台以1500 万美元的价格卖给了网络安全公司 temporal defense systems inc. ）。
虽然 ibm 尚未开始销售量子计算机，但它在 2017 年将其原型的容量提高到了 50 个量子位，并且在 2019 年初，ibm 宣布了 q system one。许多人认为这台 9 立方英尺的 20 量子比特机器是迈向大规模商业化的重要一步。
使用英特尔的 49 量子位测试芯片，荷兰公司 qutech 计划在 2019 年的某个时候提供对其quantum inspire原型平台以及成熟 qc 处理器的访问权限。
虽然之前的重点是软件，但 rigetti 正在努力在 2019 年夏季推出功能正常的 128 量子比特 qc。其他致力于 qc 原型的公司包括ionq和 quantum circuits，它们是耶鲁大学的附属公司。
允许访问量子计算机
的公司 允许访问其量子计算能力的公司包括 ibm、阿里巴巴、d-wave 和 ntt。
就 quantum experience（或 q experience）平台而言，ibm 已在网络上放置了一个实验性的 5 量子比特处理器，供公众申请访问。ibm quantum experience 网站有四个模块：1） 教程，2） 用于配置的量子合成器，3） 在实际运行之前对参数进行建模的模拟器，以及 4） 访问机器上的实际运行。ibm 报告称，ibm q experience 有超过 80，000 名用户，他们共同进行了超过 300 万次实验，产生了 70 多篇研究论文。
阿里巴巴量子公司实验室与中国科学院合作，在阿里云上提供对 11 量子比特量子计算的访问。用户可以在在线界面上远程编写和执行量子电路，然后下载结果。该网站还具有模拟功能。用户可以在此处观看视频演示并访问注册页面。
d-wave 推出的一个名为leap的实时云平台。通过向公众提供 leap 访问权限，d-wave 希望围绕该技术建立一个生态系统。d-wave 2000q 量子计算机的每次访问会话都是一分钟，根据 d-wave 的说法，这应该足以解决 400 到 4，000 个问题。用户还可以以每小时 2，000 美元及以上的价格支付更多时间。最后，日本电报电话公司 （ntt） 也向用户提供免费访问权限。
拥有用于量子计算的软件开发工具包 （sdk） 的软件公司
ibm、谷歌、微软、rigetti、d-wave 和 xanadu 等端到端提供商提供了自己的基于云的开源软件平台。
ibm 创立了基于 python 的#qiskit和基于 javascript 的#qiskit-js开源量子计算框架。通过 qiskit 或 qiskit-js 制作的应用程序可以在 q experience 上进行测试。
#cirq是一个开源 python 库，用于创建和编辑要在量子计算机和模拟器上运行的软件；cirq 目前在openfermion-cirq上可用。尽管与 google 的 ai quantum team 相关联，但 cirq 并不是 google 的官方产品。
微软的 q#（“q sharp”）是一种专门用于量子算法的多范式开源语言。q# 主要取代了微软早期的 liqui|》 架构。microsoft 已开发 q# 以针对其现有模拟器运行，并最终在其物理硬件上运行。q# 与 microsoft 的 visual studio 开发环境集成，因此其代码可以在本地系统或 azure 云平台上的模拟器上运行。另一方面， #quantum katas是一个自定进度的编程项目，它教开发人员如何使用 q# 为量子计算机编写代码。
rigetti forest量子计算sdk由量子指令语言（quil）、用于quil编程的开源python库、量子程序库（grove）和模拟环境（quantum virtual machine）组成。
d-wave 的leap quantum 应用环境提供对 d-wave 2000q 量子计算机的免费、实时访问，这是一个开源 ocean 软件开发工具包；交互式演示、编码示例和基于知识的文章形式的教程；以及用于协作和支持的社区论坛。
xanadu 的软件 qc 库分为两部分：基于 python 的平台pennylane和用于设计、模拟和优化 qc 编程的全栈 python 库strawberry fields 。
在普通计算机上提供 qc 模拟器的组织
还有许多其他组织在普通计算机上提供量子计算模拟。这些组织大多是非营利的研究机构。
#projectq是最知名的平台之一。#projectq 是一个与硬件无关、基于 python 的开源 qc 框架，具有编程和仿真功能。它允许用户使用 python 编写代码，然后将代码转换为任何后端，用于传统计算机或实际量子计算机（例如 ibm q experience）上的模拟器。
另一个比较知名的平台是quantum computing playground，这是一个由 google 工程师团队在 2014 年开发的模拟环境。借助自己的脚本语言，quantum computing playground 可以运行多种算法并有效地模拟高达 22 个量子比特的量子计算。量子计算游乐场更适合中高级用户。
这里有太多的仿真平台无法命名。一些平台在大量子位上表现出色，例如由 atos 和英国科学技术设施委员会提供的 atos quantum learning machine（38 qubits ），以及由 qutech 和由荷兰国家超级计算机支持。有些是专业平台，例如面向化学和材料科学的 openfermion。此外，一些平台对学生或初学者友好，例如quantum user interface（墨尔本大学）、qcircuits和quirk，它们都模拟了小规模的量子操作并具有用户友好的界面。最后，奇博是 qilimanjaro 开发的基于 python 的开源模拟器，支持 ibm、rigetti 和 qilimanjaro 的虚拟机。
结论
随着风险投资和政府拨款的涌入，量子计算正处于稳步上升的轨道上。在任何特定时间，都会有许多项目启动，然后完成或放弃。随着该领域为当前的超导和俘获离子实施增加了更新的技术——包括光子、硅基和拓扑方法——我们很可能会看到改进的硬件和增加对量子计算的访问。那么，你会在量子计算机上运行哪些程序或算法？
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与二进制位不同，量子计算/计算机 （qc） 中的量子位同时以 1 和 0 的形式存在并作为一个组。因此，根据一些计算，一个 300 量子比特的集合足以计算宇宙中的所有信息。换句话说，比任何人一生都需要知道的要多。
这个关于量子计算的 aspencore 特别项目旨在为您提供一个起点，以评估这种新兴技术及其对您的业务的潜在影响。您可以单击上面的徽标查看我们迄今为止完成的其他特殊项目的列表。
qc 给了我们希望，我们可以解决许多以前无法解决的问题，这取决于所讨论的问题，这可能是好是坏。例如，qc 有可能帮助模拟化学分子，这对于发现和开发新药至关重要。另一方面，qc 也将使以前无法破解的安全代码过时，从而需要建立抗 qc 的密码学方法。更一般地说，qc 有望加速各种不同应用的进展，例如人工智能 （ai）、金融建模、天气预报和粒子物理学。
尽管量子计算面临多重挑战，但该领域正稳步向高性能量子计算机发展，可以解决密码学、化学和人工智能中的难题。据波士顿咨询集团称，硬件和端到端提供商正在构建 qc 的商业基础，而专业的软件服务提供商则专注于解决特定问题。
来自量子计算机硬件供应商的软件和教程
硬件系统供应商包括 d-wave、ibm、英特尔、ionq、quantum circuits、qutech 和 rigetti。
d-wave是目前唯一一家销售量子计算机的公司。自 2013 年以来，google 和 nasa 一直在测试 d-wave 的机器。每个 d-wave qc 的成本超过 1000 万美元（第一台以1500 万美元的价格卖给了网络安全公司 temporal defense systems inc. ）。
虽然 ibm 尚未开始销售量子计算机，但它在 2017 年将其原型的容量提高到了 50 个量子位，并且在 2019 年初，ibm 宣布了 q system one。许多人认为这台 9 立方英尺的 20 量子比特机器是迈向大规模商业化的重要一步。
使用英特尔的 49 量子位测试芯片，荷兰公司 qutech 计划在 2019 年的某个时候提供对其quantum inspire原型平台以及成熟 qc 处理器的访问权限。
虽然之前的重点是软件，但 rigetti 正在努力在 2019 年夏季推出功能正常的 128 量子比特 qc。其他致力于 qc 原型的公司包括ionq和 quantum circuits，它们是耶鲁大学的附属公司。
允许访问量子计算机
的公司 允许访问其量子计算能力的公司包括 ibm、阿里巴巴、d-wave 和 ntt。
就 quantum experience（或 q experience）平台而言，ibm 已在网络上放置了一个实验性的 5 量子比特处理器，供公众申请访问。ibm quantum experience 网站有四个模块：1） 教程，2） 用于配置的量子合成器，3） 在实际运行之前对参数进行建模的模拟器，以及 4） 访问机器上的实际运行。ibm 报告称，ibm q experience 有超过 80，000 名用户，他们共同进行了超过 300 万次实验，产生了 70 多篇研究论文。
阿里巴巴量子公司实验室与中国科学院合作，在阿里云上提供对 11 量子比特量子计算的访问。用户可以在在线界面上远程编写和执行量子电路，然后下载结果。该网站还具有模拟功能。用户可以在此处观看视频演示并访问注册页面。
d-wave 推出的一个名为leap的实时云平台。通过向公众提供 leap 访问权限，d-wave 希望围绕该技术建立一个生态系统。d-wave 2000q 量子计算机的每次访问会话都是一分钟，根据 d-wave 的说法，这应该足以解决 400 到 4，000 个问题。用户还可以以每小时 2，000 美元及以上的价格支付更多时间。最后，日本电报电话公司 （ntt） 也向用户提供免费访问权限。
拥有用于量子计算的软件开发工具包 （sdk） 的软件公司
ibm、谷歌、微软、rigetti、d-wave 和 xanadu 等端到端提供商提供了自己的基于云的开源软件平台。
ibm 创立了基于 python 的#qiskit和基于 javascript 的#qiskit-js开源量子计算框架。通过 qiskit 或 qiskit-js 制作的应用程序可以在 q experience 上进行测试。
#cirq是一个开源 python 库，用于创建和编辑要在量子计算机和模拟器上运行的软件；cirq 目前在openfermion-cirq上可用。尽管与 google 的 ai quantum team 相关联，但 cirq 并不是 google 的官方产品。
微软的 q#（“q sharp”）是一种专门用于量子算法的多范式开源语言。q# 主要取代了微软早期的 liqui|》 架构。microsoft 已开发 q# 以针对其现有模拟器运行，并最终在其物理硬件上运行。q# 与 microsoft 的 visual studio 开发环境集成，因此其代码可以在本地系统或 azure 云平台上的模拟器上运行。另一方面， #quantum katas是一个自定进度的编程项目，它教开发人员如何使用 q# 为量子计算机编写代码。
rigetti forest量子计算sdk由量子指令语言（quil）、用于quil编程的开源python库、量子程序库（grove）和模拟环境（quantum virtual machine）组成。
d-wave 的leap quantum 应用环境提供对 d-wave 2000q 量子计算机的免费、实时访问，这是一个开源 ocean 软件开发工具包；交互式演示、编码示例和基于知识的文章形式的教程；以及用于协作和支持的社区论坛。
xanadu 的软件 qc 库分为两部分：基于 python 的平台pennylane和用于设计、模拟和优化 qc 编程的全栈 python 库strawberry fields 。
在普通计算机上提供 qc 模拟器的组织
还有许多其他组织在普通计算机上提供量子计算模拟。这些组织大多是非营利的研究机构。
#projectq是最知名的平台之一。#projectq 是一个与硬件无关、基于 python 的开源 qc 框架，具有编程和仿真功能。它允许用户使用 python 编写代码，然后将代码转换为任何后端，用于传统计算机或实际量子计算机（例如 ibm q experience）上的模拟器。
另一个比较知名的平台是quantum computing playground，这是一个由 google 工程师团队在 2014 年开发的模拟环境。借助自己的脚本语言，quantum computing playground 可以运行多种算法并有效地模拟高达 22 个量子比特的量子计算。量子计算游乐场更适合中高级用户。
这里有太多的仿真平台无法命名。一些平台在大量子位上表现出色，例如由 atos 和英国科学技术设施委员会提供的 atos quantum learning machine（38 qubits ），以及由 qutech 和由荷兰国家超级计算机支持。有些是专业平台，例如面向化学和材料科学的 openfermion。此外，一些平台对学生或初学者友好，例如quantum user interface（墨尔本大学）、qcircuits和quirk，它们都模拟了小规模的量子操作并具有用户友好的界面。最后，奇博是 qilimanjaro 开发的基于 python 的开源模拟器，支持 ibm、rigetti 和 qilimanjaro 的虚拟机。
结论
随着风险投资和政府拨款的涌入，量子计算正处于稳步上升的轨道上。在任何特定时间，都会有许多项目启动，然后完成或放弃。随着该领域为当前的超导和俘获离子实施增加了更新的技术——包括光子、硅基和拓扑方法——我们很可能会看到改进的硬件和增加对量子计算的访问。那么，你会在量子计算机上运行哪些程序或算法？
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