『智东西』谷歌“量子霸权”上新招！开源量子机器学习库，拉低量子计算门槛( 三 )

（ 3 ）样本 / 平均值
量子态的测量从经典随机变量中以样本形式提取经典信息。来自该随机变量的值的分布，通常取决于量子态本身以及所测得的可观测值。
由于许多变分算法都取决于测量的平均值（也称为期望值），因此TFQ提供了对涉及步骤（1）和（2）的多个运行求平均值的方法。
（ 4 ）评估经典神经网络模型
提取经典信息后，其格式适用于进一步的经典后处理。
由于提取的信息可能仍会以测量的期望之间的经典相关性进行编码，因此经典深度神经网络可以应用于提取此类相关性。
（ 5 ）评估成本函数
根据经典后处理的结果，评估成本函数。例如如果标记了量子数据，则基于模型执行分类任务的精确度；或者如果任务不受监督，则基于其他标准。
（ 6 ）评估梯度和更新参数
评估成本函数后，应沿预期可降低成本的方向更新自由参数，通常通过梯度下降执行。
TFQ的关键特征是能够同时训练和执行许多量子电路。 TensorFlow能在计算机集群之间并行化计算，并能够在多核计算机上模拟相对较大的量子电路，从而实现了这一目标。
为了实现后者，谷歌还宣布发布新的高性能开源量子电路模拟器qsim ，该模拟器已证明能在111秒内在一个谷歌云节点中以14栅极深度仿真一个32量子比特量子电路。
该模拟器特别针对多核英特尔处理器进行了优化。结合TFQ ，谷歌研究人员60分钟内在谷歌云节点（n2-highcpu-80）上以20栅极深度对20量子位量子电路进行了100万次电路仿真。
qsim Github链接：
五、量子软件正在走向主流TFQ并不是用于量子机器学习的第一个工具包。例如多伦多的量子计算初创公司Xanadu提供了一个类似的平台，称为Pennylane 。
不过在Xanadu研究人员内森·基洛兰（Nathan Killoran）看来，谷歌在做的当之为一件大事。他认为，开发人员围绕着TensorFlow等知名工具建立社区、共享代码和想法，将推动创新。
量子计算市场被认为是云计算巨头利润丰厚的新收入来源，有分析师称，到2025年，这一市场将达到近10亿美元。
量子软件也开始走向主流。
去年夏天，微软开源了其量子计算开发套件及Q#编译器和模拟器， 11月又宣布开放云量子计算服务Azure Quantum的计划。微软与量子硬件供应商霍尼韦尔、IonQ、QCI的合作关系，将使现有微软产品能与量子计算机一起使用。
去年12月，亚马逊AWS发布推进量子计算技术计划的云服务Amazon Braket ，可为客户提供开发环境以构建量子算法，在模拟量子计算机上对其进行测试，并在各种不同的量子硬件架构上进行尝试。量子硬件供应商D-Wave、IonQ和Rigetii均是其合作伙伴。
同一时间，亚马逊还宣布成立量子解决方案实验室，并和Braket共同宣布在加州理工学院建立AWS量子计算中心，将把亚马逊研究人员和工程师与量子计算的学术机构召集在一起，以开发功能更强大的量子计算硬件，并确定新颖的量子应用。
总部位于不列颠哥伦比亚省的量子计算公司D-Wave Systems ，上个月还发布了其新版Leap工具包，用于量子应用程序开发。
多家大型公司正在使用Leap来开发内部量子软件。其中，大众汽车公司（Volkswagen）建立了超精确的公共交通模拟器来计划公交路线，意大利电信公司（Telecom Italia）建立了用于优化5G网络的量子应用程序。
就上周，霍尼韦尔宣布“在量子计算方面的突破，将加速量子计算机的功能” ，称“使该公司能够在未来三个月内发布全球功能最强大的量子计算机。 ”
而在接下来的三个月内， IBM可能会发布量子容量为64的量子计算机，英特尔也可能会公布其量子计算研究的相关进展，量子计算的战场正在变得愈发热闹。