微软豪赌拓扑结构量子计算 若实现将领先IBM谷歌一大步

在微软今天的Ignite大会上，表示其大力押注量子计算，并讨论了其在构建量子计算机方面的进展，并为开发人员提供了在现有机器上试验这种新计算模式的工具。

还要很多有待理清的地方，但很少有人会声称他们了解量子计算的细节。 不过，微软所做的却是关注量子计算如何发挥作用的另一个方面，这或许能领先也在关注这个领域的IBM、谷歌和其他竞争对手一大步。 微软所做的最大区别在于基于公司以前讨论过的拓扑结构提升的系统。大部分背后的理论工作来自于1997年加入并获得微软研究院兼菲尔兹奖的Michael Freedman和他的团队。

“拓扑结构带来的是为您提供更好的保真度。” 微软的量子研究公司副总裁Todd Holmdahl表示， “如果你看看我们的竞争对手，其中有些有99.9%的保真度，那么我们会是他们的千倍或万倍。这意味着一个逻辑量子位，我们可以用10个物理量子位来实现它。”团队基本上做的是使用Freedman的理论来实现在物理层面上对量子计算至关重要的纠错。我不会假装我真的明白什么是拓扑量子，但是它比传统的量子位更难受干扰(而且在量子计算中，即使在目前可实现的最低温度下，总是需要考虑一些可能会干扰的噪声系统的状态)。

微软现在在Santa Barbara运行自己的量子计算实验室——Station Q，Holmdahl表示，该团队在过去一年中的规模已经翻了三倍。这里的想法显然是构建商业量子计算机。微软是计划销售设备本身还是通过Azure可以简单地使用它还有待观察。 Holmdahl认为，虽然微软还没有想出商业模式，但量子计算机最自然的地方将在云端。毕竟，每个量子计算机还需要经典的计算机来控制它，而在数据中心，您可以将量子计算机作为辅助处理单元附加到普通机器上。

目前来说，要迈入未来还有很远的路。尽管如此，开发人员很快就能够在自己的机器上运行微软的模拟器(需要相当强大的机器)。该公司决定不仅仅只是释放这个模拟器。此外，该公司还开发了一种编写这些量子应用程序的新编程语言。正如微软的Krysta Svore所说，这里的想法是提供一个全面的全栈解决方案来控制量子计算机并为其编写应用程序。 “我们喜欢谈共同发展。”她说， “我们一起开发这些硬件和软件堆栈，以便我们在学习的时候真正反馈软件和硬件之间的信息，这意味着我们可以真正开发出一个非常优化的解决方案。”

编程语言采用C#、F#、Python等语言的关键概念，但也增加了用于访问量子计算机功能的新功能。模拟器将允许开发人员确定他们的算法是否实际可行，并且可以在量子计算机上运行， 不过在这里确实有一个进入障碍的地方，Svore和Holmdahl争论，例如开始使用这个算法与学习如何编程FPGA应该没什么不一样。 “如果你有相当好的计算机科学背景，我相信三角洲比你想象的要小，” Holmdahl说。

所有这些软件工具将在年底前提供。不要指望他们是开源的。 Svore认为，编译器的内部结构不是您真正需要编写量子应用程序的，但您可以对.NET应用程序说同样的话，而Microsoft则开放.NET编译器平台。