Я два месяца писал квантовый эмулятор, чтобы любой мог попробовать это бесплатно прямо в Telegram

Квантовые компьютеры упоминаются всё чаще. В новостях – новые процессоры, рекорды по числу кубитов, моделирование белков и материалов. Но если спросить большинство людей, как это вообще работает – в ответ будет тишина.

Я студент направления информационных систем, выступаю на конференциях с квантовыми проектами и строю компанию в сфере квантовых технологий. Именно поэтому меня давно беспокоит один разрыв: квантовые вычисления активно развиваются, но учиться им негде – если ты не в профильном вузе.

Сейчас квантовые технологии всерьёз изучают только в рамках высшего образования. Реальные квантовые компьютеры доступны единицам. Эмуляторы есть – но большинство из них зарубежные, перегруженные и совершенно непонятные для новичка.

Когда я сам начинал разбираться в теме, приходилось одновременно держать открытыми десятки вкладок, учебников и документаций. Всё разрознено, ничего не связано между собой.

Есть Qiskit от IBM, Cirq от Google – мощные фреймворки. Но их сложность избыточна для человека, который просто хочет понять, что такое суперпозиция и как работает квантовый вентиль. Плюс вся документация на английском.

Я убеждён: квантовое будущее ближе, чем кажется. Пока мы занимаемся цифровой грамотностью, уже сейчас нужно думать о квантовой – как о следующей ступени технологического образования. В России этим занимаются на государственном уровне, достаточно посмотреть на то, что делает «Росатом» в направлении квантовых вычислений. Но образовательный пласт пока заметно отстаёт от исследовательского.

Сначала – Python-библиотеку ariquantum. Два месяца летних каникул на собственный эмулятор квантовых вычислений. Цель была простая: сделать инструмент, который не пугает новичка с первых строк кода.

Библиотека получила несколько обновлений, обросла документацией на русском языке и стала основой для следующего шага.

Следующий шаг – Telegram-бот AriQuantum.

Почему Telegram? Потому что это самый низкий порог входа из возможных. Не нужно ничего устанавливать, регистрироваться на платформе или разбираться в интерфейсе. Открыл бота – и уже работаешь с квантовыми схемами.

Основной блок разработки занял около месяца. Бот поддерживает схемы до 8 кубитов, все основные квантовые вентили – одно-, двух- и трёхкубитные – и управляется полностью через кнопки.

Главный экран – схема и кнопки управления. Применяешь гейты, строишь схему, запускаешь симуляцию. На скриншоте ниже – схема квантовой телепортации:

После запуска симуляции бот возвращает результат – вектор состояния или статистику измерений, в зависимости от того, есть ли в схеме измерения:

Количество запусков для статистики настраивается – можно получить картину точнее.

Бот работает на двух бэкендах: собственная библиотека ariquantum (быстрее на малых схемах) и Qiskit (точнее при работе с измерениями). Пользователь выбирает сам.

В AriQuantum боте есть немало возможностей для персонализации, которые вы можете увидеть на картинке ниже:

Бот бесплатный. Работает прямо в Telegram.

Планов много, разложу по направлениям.

Библиотека ariquantum – ближайшие версии закроют технические правки, а затем выйдет v1.0.0 с полноценным разделением на классический и квантовый регистры.

Telegram-бот – следующий приоритет это визуализация схем в виде картинок вместо ASCII, поддержка большего числа кубитов, шумовые модели, MiniApp и в перспективе интеграция с реальными облачными квантовыми платформами.

Платформа AriQuantum – конечная цель. Полноценное пространство для обучения, экспериментов, исследований и сообщества в сфере квантовых технологий.

У меня в профиле Telegram написано:

Это не красивая фраза – это то, во что я реально верю.

Хочется, чтобы квантовые вычисления перестали быть уделом тех, кто поступил на нужный факультет. Это огромная область, которая открывает огромные возможности. И чем раньше люди начнут в ней разбираться – тем лучше.

Попробовать можно здесь: @AriQuantumBot

Связь со мной: @ArimShcherbakov