Nieuw oefenpakket voor programmeren op quantumcomputer: OpenFermion
Over de hele wereld werken wetenschappers hard aan het ontwikkelen van een quantumcomputer. Ondertussen moeten onderzoekers leren om te programmeren op zulke machines, die fundamenteel anders zijn dan conventionele computers. Een groep wetenschappers onder leiding van Google, met onder meer natuurkundigen uit Leiden en Delft, heeft een oefenpakket ontworpen voor scheikundigen: OpenFermion.
Wereldwijd zijn bedrijven en universiteiten bezig met het ontwikkelen van een quantumcomputer. In plaats van een verzameling conventionele bits, die twee waardes kunnen hebben, is een quantumcomputer een aaneenschakeling van qubits, die met elkaar verstrengelen om een veel grotere set aan informatie te verwerken. Voor elke extra qubit die je toevoegt aan een quantumcomputer, verdubbelt de rekenkracht ten opzichte van een normale computer. Deze exponentiële toename geeft zelfs een relatief kleine quantumcomputer het vermogen om problemen op te lossen die onmogelijk zijn voor reguliere pc’s. Dit geldt alleen voor specifieke problemen, zoals decryptie, het modelleren van moleculen voor medicijnen of het ontwerpen van katalysatoren voor schoner benzineverbruik.
Software
Om daadwerkelijk quantumcomputers te gebruiken, hebben we ook software nodig. En terwijl de meeste wetenschappers goed kunnen programmeren op conventionele computers, is quantum computing coding compleet nieuw voor ze. Om ze kennis te laten maken met dit nieuwe gebied bestaan er al een aantal hulpmiddelen, zoals Project Q, quantumsim, qHiPSTER, QISKIT, Q#, en Liquid, die onderzoekers helpen oefenen met programmeren op gesimuleerde quantumcomputers en kleine echte versies.
OpenFermion
Een samenwerking van wetenschappers onder leiding van Google, waaronder promovendi Tom O’Brien en Mark Steudtner uit de groepen van Carlo Beenakker en Stephanie Wehner, hebben nu een oefenpakket online beschikbaar gesteld speciaal voor scheikundig onderzoek: OpenFermion. Aan de ene kant ondersteunt het scheikundigen in het quantumprogrammeren van ingewikkelde chemiesimulaties, zoals bijvoorbeeld nieuwe medicijnen of katalysemoleculen. Aan de andere kant geeft het ervaren programmeurs een handvat om aan een chemisch probleem te werken, ook al hebben ze geen scheikundige achtergrond.
In een bijbehorend artikel geven de auteurs voorbeelden van quantumcode en leggen ze hun open source filosofie uit.