中國科學(xué)院軟件研究所20日發(fā)布了國內(nèi)首個(gè)較為完整的量子程序設(shè)計(jì)平臺，已上線的功能主要包括編譯器、模擬器、模型檢測工具、定理證明器四部分，有望為國內(nèi)自主研制的量子計(jì)算機(jī)提供更多軟件配套。

該量子程序設(shè)計(jì)平臺被命名為“isQ”。平臺由中科院軟件所量子軟件研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)，編譯器和模擬器部分由該團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系合作完成。

中科院軟件所所長趙琛介紹，隨著近年來量子計(jì)算機(jī)硬件的迅速發(fā)展，量子軟件開發(fā)越來越引起重視。正如相應(yīng)的工具鏈在傳統(tǒng)軟件開發(fā)中的作用一樣，一套可用性高、功能廣泛而強(qiáng)大，集程序設(shè)計(jì)、測試、分析、驗(yàn)證于一體的工具鏈對量子軟件開發(fā)十分重要。但由于量子軟件與經(jīng)典軟件存在本質(zhì)不同，相應(yīng)的量子軟件工具更加復(fù)雜。

中科院軟件所計(jì)算機(jī)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士應(yīng)圣鋼介紹，isQ平臺包含的編譯器能首先將高級語言編寫的量子程序轉(zhuǎn)化為指令集語言，然后交由后續(xù)工具進(jìn)一步處理。模擬器可在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上模擬運(yùn)行量子程序，查看運(yùn)行結(jié)果，對現(xiàn)階段量子程序的設(shè)計(jì)、測試有重要作用。模型檢測工具可用于檢驗(yàn)量子系統(tǒng)的各種性質(zhì)。定理證明器實(shí)現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)提出的量子Hoare邏輯，能夠?qū)α孔映绦蚴欠裾_進(jìn)行驗(yàn)證，在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上克服計(jì)算時(shí)間與存儲(chǔ)空間限制，為較大規(guī)模量子程序的設(shè)計(jì)提供重要幫助。

據(jù)了解，目前已有的量子軟件可大致分為兩大類：一類是保證量子算法能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的量子機(jī)器語言，另一類是保障量子芯片能有效設(shè)計(jì)、運(yùn)行。谷歌、微軟、IBM等國際巨頭近年來均加大力度研發(fā)量子軟件，為量子計(jì)算機(jī)發(fā)展提供助力。