华为量子计算云平台HiQ2.0首推一站式VQE量子化学模拟云服务

日前，华为在HUAWEI CONNECT 2019发布了HUAWEI HiQ 2.0量子计算软件解决方案，对外提供量子计算高性能模拟服务。相比于HiQ 1.0，2.0版本推出业界首个一站式量子化学应用云服务及对应的软件包 HiQ Fermion，并新增云端脉冲优化设计服务及对应的HiQ Pulse软件包，大幅提升了量子计算模拟器的性能，拓展了量子计算编程框架的多个功能，构建了业界领先的量子计算编程框架和模拟器云服务。

本次发布的技术涵盖了从底层硬件控制优化、量子编程框架和模拟器性能优化到量子化学软件开发，给用户、开发者提供全栈量子编程体验。

同时，HiQ模拟器已经在Github上开源发布，希望同广大开发者和用户共同推进量子计算软件的开源生态。

量子化学是业界认为有望在近期量子计算芯片上得以应用的领域。华为HiQ 2.0推出业界首个一站式VQE(variational quantum eigensolver)量子化学模拟云服务，助力量子化学应用研究。通过华为自研的算法优化、线路压缩等核心技术，HiQ Fermion可实现量子电路参数降低80%，线路深度压缩70%，运行速度提高1600倍以上，并在华为云上实现了目前业界最大规模的VQE量子化学模拟。华为推出的HiQ量子化学模拟云服务，将助力量子计算开发者在药物、能源、材料等领域拓展应用场景。

实现量子化学等潜在量子计算应用，一方面需要设计更好的量子芯片，另一方面，需要开发速度更快、精度更好、噪声更小的可拓展量子测控系统。为此，HiQ 2.0新增量子芯片调控模块HiQ Pulse，包含了量子最优控制算法和脉冲库，为量子计算开发者提供云端快速优化设计的调控解决方案。相对于主流开源软件，HiQ Pulse算法库内的优化控制算法实现了大幅度的性能提升。例如，GRAPE(gradient-ascent pulse engineering)算法相对业界常用的开源软件实现了至少3倍的速度提升，内存开销减少两个数量级。配合在线编程和简易的图形化界面，量子优化控制模块HiQ Pulse将极大的促进量子计算开发者在近期中等规模含噪量子计算体系上，研发更高保真度的量子门操作方案，探索各种量子算法的实现以及协同量子软硬件系统设计。

量子电路模拟和量子编程框架是量子软件开发、算法探索和硬件设计等的重要使能工具，对于孵化量子计算应用非常关键。HiQ 2.0在量子电路模拟器模块新增噪声模拟、高性能张量网络优化算法的全振幅模拟器和多振幅模拟器，并优化了单振幅模拟器，性能提升8倍以上。量子编程框架新增mapper功能，升级编程GUI(graphic user interface)，上线BlockUI功能，以方便开发者使用。这些新特性和性能改进，将助力硬件和算法研究人员在模拟器上模拟真实的含噪量子计算过程，加速软硬件协同开发。

在本次HUAWEI CONNECT 2019大会期间，华为对开发者大赛量子计算赛道决赛的获奖选手进行颁奖。此次大赛是国内首次大型量子编程开发大赛，共有来自国内外59所大学、研究所和11个企事业单位的189名选手报名参赛，最终有6支队伍共计18人晋级决赛。参赛选手主要运用华为HiQ云平台解决量子计算中具有挑战性的实际问题，提出新算法并编程实现。