谷歌在推動量子計算機方面又有新動作。近日，谷歌公布了一款開源軟件，能夠旨讓科學家和研究人員更方便地使用量子計算機的軟件支持他們的研究。不過傳統(tǒng)化學界對此似乎并不感冒。

這款名為Open Fermion的開源軟件包含有一個算法庫，能在量子計算機上模擬電子的相互作用。電子的相互作用在化學和材料科學領域都非常重要。化學家和材料學家可以利用這個軟件，改編算法和方程，使之在量子計算機上運行。之前，他們只能在具有強大計算能力的傳統(tǒng)計算機上進行模擬，或者與專業(yè)的量子計算機軟件開發(fā)者合作，編寫大量軟件代碼，才能在量子計算機上模擬電子間的相互作用。

中國科學技術大學合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室副研究員，科技與戰(zhàn)略風云學會會長袁嵐峰對第一財經(jīng)記者解釋稱，由于“電子之間的相互作用”，隨著體系規(guī)模的增長，計算量增長得很快，因此需要更高性能的計算機處理。

目前參與量子計算領域研究的主要是物理學家。許多量子化學家都對這方面的研究感興趣，不過大都“不明覺厲”，還不清楚量子信息的原理。谷歌現(xiàn)在推出的這個開源軟件的作用，就是幫助更多科研人員來體驗、使用這種量子仿真的方法。

袁嵐峰說：“這類軟件降低了知識門檻，以前科學家需要對整個實驗裝置都很了解，現(xiàn)在可以只關注軟件。這就好比計算機剛出來的時候，能用計算機的人需要對計算機的硬件軟件都非常了解，后來發(fā)明了編程語言，大多數(shù)人就不需要管計算機的硬件了。

不過對于量子計算機對基礎科研領域的幫助有多大，研究人員仍然持謹慎態(tài)度。西班牙加泰羅尼亞化學研究院(ICIQ)研究員JR Galan-Mascaros對第一財經(jīng)記者表示：“雖然量子計算機的性能強大，能夠幫助科學家解決過去不能解決的問題，或者增加新發(fā)現(xiàn)的可能性。不過量子計算機成本太高，大規(guī)模商業(yè)化很難達到。”

不過對于量子計算機對基礎科研領域的幫助有多大，傳統(tǒng)化學家和材料科學家仍然持謹慎態(tài)度。西班牙加泰羅尼亞化學研究院(ICIQ)研究員Jose Ramon Galan-Mascaros對第一財經(jīng)記者表示：“量子計算機在進行復雜計算處理方面的能力確實很強，但是量子芯片的技術非常復雜，只有當做成超級計算機的時候才會有用，這是巨大的成本，所以要實現(xiàn)商業(yè)化很難。”

盡管量子化學已經(jīng)興起一段時間，被認為能夠解決過去無法解決的問題。不過據(jù)第一財經(jīng)記者了解，目前從事量子計算的大多數(shù)仍為物理領域的科研人員。“雖然量子是個好東西，但量子計算還在初始階段，目前來看對我的幫助并不大。”華東理工大學化學系副教授張雋佶對第一財經(jīng)記者表示。

目前谷歌、IBM、英特爾、微軟和D-Wave等公司都在大力推動量子計算機的開發(fā)，希望盡早投入運行商業(yè)應用。谷歌此次發(fā)布的開源量子軟件Open Fermion，就是與一家小型的競爭對手——量子計算機創(chuàng)業(yè)公司Rigetti Computing合作開發(fā)了新軟件。

蘇黎世聯(lián)邦理工學院、美國勞倫斯伯克利國家實驗室、密歇根大學、哈佛大學、牛津大學、達特茅斯學院和美國國家航空航天局也在在軟件開發(fā)過程中對谷歌提供了幫助。

此外，谷歌、IBM和D-Wave還允許企業(yè)通過它們的云服務，免費試用處理能力還不夠強大的量子計算機。谷歌曾表示，計劃今年年底前實現(xiàn)50個比特的量子計算能力，這將成為計算機科學領域的一個里程碑事件。

盡管量子計算機云處理能力要比傳統(tǒng)超級計算機高出幾個數(shù)量級。理論上能讓人們完成過去不可能完成的任務，比如模擬化學催化劑;建立極為復雜的系統(tǒng)，比如例如氣候變化模型;或者破解幾乎所有公鑰加密密碼等。但迄今為止，這些公司開發(fā)的量子計算機處理能力仍然不夠強大或精確，在運行大多數(shù)任務時，性能與傳統(tǒng)計算機相比并無優(yōu)勢。

傳統(tǒng)計算機的晶體管處理器是用二進制表示信息的，二進制信息的值是0或者1。量子計算機則利用量子比特表示信息，一個量子比特的值可以同時為0和1。在傳統(tǒng)計算機中，每個比特的值相互是獨立的，量子比特的值則相互影響。從理論上說，正是這一特性使得量子計算機具有強大的處理能力。

（第一財經(jīng)）