微軟宣布推出云量子計(jì)算服務(wù)Azure Quantum

引述外媒報(bào)道，在剛剛結(jié)束的微軟Ignite會(huì)議上，其公司正式發(fā)布開放云量子計(jì)算服務(wù)的計(jì)劃。

微軟今年夏天為開發(fā)人員開源了其量子開發(fā)套件以及Q#編譯器和模擬器。今天宣布的與初創(chuàng)公司IonQ的合作關(guān)系將使開發(fā)人員能夠?qū)F(xiàn)有的Microsoft產(chǎn)品(例如Visual Studio或Quantum Development Kit)與量子計(jì)算機(jī)一起使用。

該消息是繼IBM Research和Google 最近在量子計(jì)算領(lǐng)域取得突破之后的又一次突破，他們于10月23日宣布，其54比特Sycamore處理器實(shí)現(xiàn)了量子優(yōu)勢(shì)。

微軟通過(guò)確保Windows在許多不同類型的硬件上運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。周一，該公司表示，其云計(jì)算平臺(tái)將很快提供對(duì)所有奇特硬件的訪問(wèn)：量子計(jì)算機(jī)。

微軟是投資量子計(jì)算的幾家科技巨頭之一，通過(guò)使用奇怪的量子力學(xué)過(guò)程處理數(shù)據(jù)，有望實(shí)現(xiàn)前所未有的計(jì)算能力。該公司現(xiàn)在正在準(zhǔn)備其Azure云計(jì)算服務(wù)，以向特定客戶提供訪問(wèn)三臺(tái)原型量子計(jì)算機(jī)的權(quán)利，這些原型計(jì)算機(jī)來(lái)自工程集團(tuán)Honeywell和兩家初創(chuàng)公司IonQ(從馬里蘭大學(xué)誕生)和QCI(從耶魯大學(xué)拆分出來(lái))。

微軟并沒(méi)有聲稱那些量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行有用的工作。現(xiàn)有的量子硬件太微不足道了。但是，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手IBM和Google一樣，微軟高管表示，開發(fā)人員和公司應(yīng)立即開始使用量子算法和硬件，以幫助業(yè)界了解該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

“我們知道，我們不會(huì)提出可能解決方案的整體情況;我們需要一個(gè)全球社區(qū)。” Microsoft Quantum總經(jīng)理Krysta Svore說(shuō)。

微軟的新服務(wù)名為Azure Quantum，它將公司先前發(fā)布的量子編程工具與其云服務(wù)相集成。編碼人員可以在模擬量子硬件或Honeywell，IonQ或QCI的真實(shí)量子硬件上運(yùn)行量子代碼。

微軟周一在奧蘭多的Ignite會(huì)議上宣布了這項(xiàng)新服務(wù)，稱它將在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)推出。該公司的合作伙伴將在自己的設(shè)施中運(yùn)行他們的量子計(jì)算機(jī)，但是可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將它們鏈接到Microsoft的云中。微軟擁有自己的長(zhǎng)期運(yùn)行的量子研究程序，但尚未生產(chǎn)任何量子計(jì)算硬件。

Azure Quantum與IBM的一項(xiàng)服務(wù)相似，后者自2016年以來(lái)免費(fèi)提供對(duì)原型量子計(jì)算機(jī)的收費(fèi)訪問(wèn)。谷歌上周表示，其量子處理器之一通過(guò)超越頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)而達(dá)到了一個(gè)稱為“量子至上性”的里程碑。谷歌表示，它將很快為部分公司提供對(duì)量子硬件的遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

微軟的計(jì)劃與眾不同之處在于，它可以訪問(wèn)幾種不同的量子計(jì)算技術(shù)，從而可以預(yù)見(jiàn)量子計(jì)算市場(chǎng)的未來(lái)。

由于量子硬件很難操作，因此大多數(shù)使用它的公司都希望通過(guò)云服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不是購(gòu)買或建造自己的量子計(jì)算機(jī)。到目前為止，IBM和Google只是在談?wù)摓榭蛻籼峁?duì)其自己的硬件的訪問(wèn)權(quán)限。

初創(chuàng)公司Strangeworks的首席執(zhí)行官William Hurley說(shuō)，微軟的模式更像是現(xiàn)有的計(jì)算行業(yè)，云提供商允許客戶從英特爾和AMD等公司中選擇處理器，該公司為程序員提供服務(wù)，幫助他們構(gòu)建和與來(lái)自的量子計(jì)算工具進(jìn)行協(xié)作。 IBM，Google和其他公司。他說(shuō)：“就目前而言，我們正處在量子計(jì)算這一行業(yè)中，您想嘗試盡可能多的事情。”

微軟的硬件合作伙伴代表了兩種領(lǐng)先的但不同的量子計(jì)算機(jī)構(gòu)建方式?；裟犴f爾和IonQ使用捕獲在電磁場(chǎng)中的單個(gè)離子對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，而QCI使用超導(dǎo)金屬電路，這種方法也受到IBM和Google的支持。

微軟的量子云模型還可以解決在量子硬件方面取得進(jìn)展的公司(例如霍尼韋爾(Honeywell)或一些資金雄厚的初創(chuàng)公司)的問(wèn)題，這些公司沒(méi)有自己的云業(yè)務(wù)，可能很難吸引客戶。微軟合作伙伴IonQ的首席執(zhí)行官Peter Chapman說(shuō)：“這使我們能夠?qū)Ｗ⒂谧约鹤钌瞄L(zhǎng)的領(lǐng)域，制造出一流的量子計(jì)算機(jī)?！? 該公司的早期客戶包括陶氏化學(xué)公司，該公司希望使用量子計(jì)算機(jī)來(lái)解決化學(xué)問(wèn)題。

微軟的量子云缺乏的一件事是該公司自己的量子硬件。微軟的大型量子研究計(jì)劃著眼于一種較不成熟的技術(shù)，該技術(shù)說(shuō)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看會(huì)更好，但尚未生產(chǎn)出甚至可以進(jìn)行幼兒園運(yùn)算的芯片。

量子計(jì)算機(jī)是由不尋常的設(shè)備(稱為“量子位”)構(gòu)建的。它們像常規(guī)硬件中的組件一樣對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行操作。但是，由于量子位將1和0編碼為量子機(jī)械效應(yīng)，就像亞原子粒子的自旋一樣，它們可以翻轉(zhuǎn)為第三狀態(tài)，該狀態(tài)同時(shí)為1和0的疊加。與當(dāng)今人類世界中的任何事物不同，該狀態(tài)允許數(shù)學(xué)可以簡(jiǎn)化常規(guī)計(jì)算機(jī)無(wú)法進(jìn)行的計(jì)算。

科技行業(yè)的量子夢(mèng)想面臨的主要挑戰(zhàn)是量子比特非常不可靠。量子機(jī)械過(guò)程非常微妙，容易被熱或電磁噪聲淹沒(méi)。IBM，谷歌和英特爾生產(chǎn)的最大芯片大約有50量子比特。但尚不清楚這些設(shè)備是否可以用不到一百萬(wàn)或更多的量子比特，更高的質(zhì)量來(lái)使用。

微軟押注的是關(guān)鍵理論設(shè)備的最新理論版本，稱為拓?fù)淞孔游?，預(yù)計(jì)比現(xiàn)有量子位更穩(wěn)定。它的基礎(chǔ)是操縱一個(gè)長(zhǎng)期以來(lái)理論化但直到最近才瞥見(jiàn)的被稱為Majorana零模式的亞原子現(xiàn)象，該現(xiàn)象以一位1938年神秘失蹤的意大利物理學(xué)家的名字命名。

雖然關(guān)鍵的現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，微軟的拓?fù)淞孔颖忍?，至今下落不明，盡管聲明由公司的最高行政量子托德Holmdahl，它將在去年年底到達(dá)。微軟量子硬件總經(jīng)理，加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的物理學(xué)教授Chetan Nayak只會(huì)說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)正在關(guān)閉，包括將數(shù)百萬(wàn)個(gè)未來(lái)的量子量子比特放置到硅片上所需的材料科學(xué)技術(shù)。他說(shuō)：“我們對(duì)我們所取得的進(jìn)展感到非常興奮?！?/p>

當(dāng)被問(wèn)及微軟是否會(huì)在周一宣布自己的量子處理器準(zhǔn)備就緒時(shí)，拔掉其周一宣布的硬件合作伙伴時(shí)，納亞克表示反對(duì)。但是他建議微軟考慮采用一種類似于筆記本電腦的策略，微軟在該筆記本電腦上擁有自己的Surface品牌并支持競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備。他說(shuō)：“我們期望多種形式的硬件共存一段時(shí)間?！?/p>

盡管缺乏自己的量子計(jì)算硬件，微軟還是在周一發(fā)布了新的計(jì)算機(jī)芯片。它是常規(guī)的，不是量子的，而是專門設(shè)計(jì)用于在比深空空間低的溫度下工作的，以幫助控制該公司希望的量子處理器。

像Google和IBM當(dāng)前的量子硬件一樣，微軟未來(lái)的量子比特將需要在特殊的冰箱內(nèi)冷卻至接近零的絕對(duì)溫度。創(chuàng)建一個(gè)能夠在緊挨著量子處理器的情況下保持運(yùn)行的計(jì)算機(jī)芯片，可以減少需要用盡的功率來(lái)控制冰箱外部電子設(shè)備。量子芯片僅由外部電子設(shè)備控制的谷歌上周表示，布線是擴(kuò)大其技術(shù)規(guī)模的主要挑戰(zhàn)。