微軟豪賭拓撲結構量子計算 若實現將領先IBM谷歌一大步

在微軟今天的Ignite大會上，表示其大力押注量子計算，並討論了其在構建量子計算機方面的進展，並為開發人員提供了在現有機器上試驗這種新計算模式的工具。

還要很多有待理清的地方，但很少有人會聲稱他們了解量子計算的細節。 不過，微軟所做的卻是關注量子計算如何發揮作用的另一個方面，這或許能領先也在關注這個領域的IBM、谷歌和其他競爭對手一大步。 微軟所做的最大區別在於基於公司以前討論過的拓撲結構提升的系統。大部分背後的理論工作來自於1997年加入並獲得微軟研究院兼菲爾茲獎的Michael Freedman和他的團隊。

「拓撲結構帶來的是為您提供更好的保真度。」 微軟的量子研究公司副總裁Todd Holmdahl表示， 「如果你看看我們的競爭對手，其中有些有99.9%的保真度，那麼我們會是他們的千倍或萬倍。這意味著一個邏輯量子位，我們可以用10個物理量子位來實現它。」團隊基本上做的是使用Freedman的理論來實現在物理層面上對量子計算至關重要的糾錯。我不會假裝我真的明白什麼是拓撲量子，但是它比傳統的量子位更難受干擾(而且在量子計算中，即使在目前可實現的最低溫度下，總是需要考慮一些可能會干擾的雜訊系統的狀態)。

微軟現在在Santa Barbara運行自己的量子計算實驗室——Station Q，Holmdahl表示，該團隊在過去一年中的規模已經翻了三倍。這裡的想法顯然是構建商業量子計算機。微軟是計劃銷售設備本身還是通過Azure可以簡單地使用它還有待觀察。 Holmdahl認為，雖然微軟還沒有想出商業模式，但量子計算機最自然的地方將在雲端。畢竟，每個量子計算機還需要經典的計算機來控制它，而在數據中心，您可以將量子計算機作為輔助處理單元附加到普通機器上。

目前來說，要邁入未來還有很遠的路。儘管如此，開發人員很快就能夠在自己的機器上運行微軟的模擬器(需要相當強大的機器)。該公司決定不僅僅只是釋放這個模擬器。此外，該公司還開發了一種編寫這些量子應用程序的新編程語言。正如微軟的Krysta Svore所說，這裡的想法是提供一個全面的全棧解決方案來控制量子計算機並為其編寫應用程序。 「我們喜歡談共同發展。」她說， 「我們一起開發這些硬體和軟體堆棧，以便我們在學習的時候真正反饋軟體和硬體之間的信息，這意味著我們可以真正開發出一個非常優化的解決方案。」

編程語言採用C#、F#、Python等語言的關鍵概念，但也增加了用於訪問量子計算機功能的新功能。模擬器將允許開發人員確定他們的演算法是否實際可行，並且可以在量子計算機上運行，不過在這裡確實有一個進入障礙的地方，Svore和Holmdahl爭論，例如開始使用這個演算法與學習如何編程FPGA應該沒什麼不一樣。 「如果你有相當好的計算機科學背景，我相信三角洲比你想像的要小，」 Holmdahl說。

所有這些軟體工具將在年底前提供。不要指望他們是開源的。 Svore認為，編譯器的內部結構不是您真正需要編寫量子應用程序的，但您可以對.NET應用程序說同樣的話，而Microsoft則開放.NET編譯器平台。

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