谷歌推出TFQ 一個可訓練量子模型的機器學習框架
Google與滑鐵盧大學、大眾汽車等聯合發布TensorFlow Quantum(TFQ),一個可快速建立量子機器學習模型原型的開源庫。TFQ提供了必要的工具,將量子計算和機器學習技術結合起來,以控制並建模自然或人工的量子計算系統。
該框架可構建量子數據集、混合量子模型和經典機器學習模型原型、支持量子電路模擬器,以及訓練判別和生成量子模型。
隨著近些年量子計算技術的發展,量子機器學習模型的研發可能會在醫學、材料、傳感和通信領域取得突破,甚至產生深遠影響。不過迄今為止,業界缺乏發現量子機器學習模型的研究工具。該模型可以處理量子數據並在可用的量子計算機上執行。
實際上,早在2017年10月,谷歌宣布了開源量子計算軟件OpenFermion的源代碼,可讓使用者利用其改編算法和方程,使之能在量子計算機上運行。2019年10月,Google 首席執行官Sundar Pichai宣佈公司已實現量子霸權,通過新設計的解決方案首次實現了量子優勢。
而此次TensorFlow Quantum的發布是繼微軟 Azure Quantum的推出,以及霍尼韋爾等公司取得階段性成功之後的又一進步。
據博客所述,通過標準的Keras庫,並提供與現有TensorFlow API兼容的量子電路模擬器和量子計算原語(primitives),可創建量子模型。
在3月6日提交給線數據庫平台arXiv的論文中介紹了基於Python語言搭建的框架。
“我們希望該框架能夠為量子計算和機器學習研究界提供必備工具,以探索自然和人工量子系統的模型,並最終發現可能產生量子優勢的新量子算法,”論文中指出。“未來,我們希望擴展可支持的自定義仿真硬件範圍,包括GPU和TPU的集成。”
其中,論文詳細介紹了TensorFlow Quantum軟件堆棧,該軟件堆棧由開源量子電路庫Cirq和機器學習平台TensorFlow兩部分組成。
該論文有超過20名作者,有來自Google X實驗室、滑鐵盧大學量子計算研究所、NASA 量子AI實驗室、大眾汽車,以及Google Research等部門。
據了解,TensorFlow Quantum的發布與TensorFlow Dev Summit的召開在同一周,後者是機器學習從業人員的年度會議。不過,由於新冠肺炎的持續影響,谷歌取消了此次活動的線下舉辦方式。