参考消息网10月24日报道英国《新科学家》周刊网站10月16日刊发题为《“量子软件开发人员”如何成为一个实际存在的工作岗位》的文章,作者为卡尔梅拉·帕达维奇-卡拉汉。文章摘编如下:
量子计算机有望彻底改变从化学到癌症研究等一切事物,但还没有完全准备好成为主流,即便如此,这并没有阻止一种新职业的出现——量子软件开发人员。
洛夫·格罗弗说:“过去,为量子计算机编写程序意味着读个博士学位。”格罗弗熟悉这点——他1996年为使用量子计算机搜索数据库而创建的格罗弗算法是世界上最早的量子软件之一。当时还没有量子计算机可以运行格罗弗算法,他和其他先驱者所做的工作更类似于纯数学。
加拿大舍布鲁克大学的马尔科·阿门塔说:“你可以说量子计算最难的部分是要理解相关数学问题。”但现在,有越来越多的人像他一样,把量子软件开发当作实际日常工作,他并不认为自己的职业特别难以理解或高不可攀。
这种转变很大程度上是由于过去十年中真实量子硬件的兴起。在美国国际商业机器公司(IBM)从事量子软件开发的布莱克·约翰逊说,他13年前还是一名研究生时,研究的是使用单个量子比特的系统,量子比特是量子计算机的基本组成部分。现在,IBM最大的量子计算机拥有超过1000个量子比特。
然而,仅仅扩大硬件容量是不够的。由于其量子特性,量子比特可以一次存储和处理比传统比特多许多的信息。这就是为什么研究人员一直认为量子计算机最终将超过世界上最强大的超级计算机。但量子比特也因其量子特性而难以使用,需要专门、精巧并难使用的硬件,以及不寻常的编程要求,这可能会吓跑常规的计算机程序员。
IBM的杰伊·甘贝塔说:“如果我们在硬件方面不断进步,但在软件方面做得不够,量子计算机就会变成单纯的装饰。我们不能指望某个天才化学家或计算机科学家带着自己的算法来找我们。”
为了解决这个问题,IBM推出一个软件平台,旨在使给量子计算机编程变得更加容易,并鼓励并非量子物理学专家的人使用它们。约翰逊说:“多年来,抽象到这种水平一直是一个梦想。”
他和他的同事相信,将量子部分抽象出来将是使量子软件行业能独立发展的关键,因为在常规计算中也发生过类似的过程。第一批计算机程序员还必须同时是计算机硬件方面的专家,他们必须将逻辑加法或逻辑非等基本逻辑运算结合起来,构建更复杂的功能。
直到最近,返璞归真的专家方法是人们使用IBM量子计算机的唯一方式,但现在IBM更新了名为Qiskit量子编程语言的软件开发平台,提供了几个预置功能,不需要使用者精通量子计算。这些本质上是预先编写的部分软件,用于进行化学计算或优化问题,这两个领域都是量子计算机有望带来显著优势的领域。
Algorithmiq公司正在为生命科学开发量子计算程序,并与IBM合作开发这个新平台。该公司的萨布丽娜·马尼斯卡尔科说,理想情况下,用户现在可以不在意控制量子比特的一些细节,像在编程其他计算机软件时一样直接使用这些功能。她说:“在一年内,我希望看到没有量子(物理学)博士学位的人做出1000个新应用。”
约翰逊希望这将开启一个新时代,专家们将通过实验发现新的、有用的量子算法,而不是等待有人用纸笔算数的方式来缜密地开发它们,像格罗弗时代人们不得不采取的做法一样。
瑞士苏黎世大学的古列尔莫·马佐拉说,这是一个有希望的开始,但要让量子软件开发者完全无视自己正在使用的硬件,还有很长的路要走。他说:“我真的很欣赏这类型的工作,但现在就把量子软件开发的状态定义为成熟可能还为时过早。”
然而,阿门塔表示,许多传统软件开发人员现在有机会实现成为量子软件开发人员的飞跃。他积极参与给有抱负成为量子计算机程序员的人做培训,教会他们如何做他所做的事情,他说人们对此越来越感兴趣。他说:“我现在的工作有50%是培训。”(编译/胡雪)
9月20日,在2024世界制造业大会上,参观者在参观“本源悟空”超导量子计算机模型。(新华社)