微軟宣布推出云量子計算服務Azure Quantum

引述外媒報道，在剛剛結束的微軟Ignite會議上，其公司正式發布開放云量子計算服務的計劃。

微軟今年夏天為開發人員開源了其量子開發套件以及Q#編譯器和模擬器。今天宣布的與初創公司IonQ的合作關系將使開發人員能夠將現有的Microsoft產品(例如Visual Studio或Quantum Development Kit)與量子計算機一起使用。

該消息是繼IBM Research和Google 最近在量子計算領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處理器實現了量子優勢。

微軟通過確保Windows在許多不同類型的硬件上運行來實現目標。周一，該公司表示，其云計算平臺將很快提供對所有奇特硬件的訪問：量子計算機。

微軟是投資量子計算的幾家科技巨頭之一，通過使用奇怪的量子力學過程處理數據，有望實現前所未有的計算能力。該公司現在正在準備其Azure云計算服務，以向特定客戶提供訪問三臺原型量子計算機的權利，這些原型計算機來自工程集團Honeywell和兩家初創公司IonQ(從馬里蘭大學誕生)和QCI(從耶魯大學拆分出來)。

微軟并沒有聲稱那些量子計算機已經準備好進行有用的工作。現有的量子硬件太微不足道了。但是，與競爭對手IBM和Google一樣，微軟高管表示，開發人員和公司應立即開始使用量子算法和硬件，以幫助業界了解該技術的優勢。

“我們知道，我們不會提出可能解決方案的整體情況;我們需要一個全球社區。” Microsoft Quantum總經理Krysta Svore說。

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

微軟周一在奧蘭多的Ignite會議上宣布了這項新服務，稱它將在未來幾個月內推出。該公司的合作伙伴將在自己的設施中運行他們的量子計算機，但是可以通過互聯網將它們鏈接到Microsoft的云中。微軟擁有自己的長期運行的量子研究程序，但尚未生產任何量子計算硬件。

Azure Quantum與IBM的一項服務相似，后者自2016年以來免費提供對原型量子計算機的收費訪問。谷歌上周表示，其量子處理器之一通過超越頂級超級計算機而達到了一個稱為“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量子硬件的遠程訪問。

微軟的計劃與眾不同之處在于，它可以訪問幾種不同的量子計算技術，從而可以預見量子計算市場的未來。

由于量子硬件很難操作，因此大多數使用它的公司都希望通過云服務來實現，而不是購買或建造自己的量子計算機。到目前為止，IBM和Google只是在談論為客戶提供對其自己的硬件的訪問權限。

初創公司Strangeworks的首席執行官William Hurley說，微軟的模式更像是現有的計算行業，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，幫助他們構建和與來自的量子計算工具進行協作。 IBM，Google和其他公司。他說：“就目前而言，我們正處在量子計算這一行業中，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先的但不同的量子計算機構建方式。霍尼韋爾和IonQ使用捕獲在電磁場中的單個離子對數據進行編碼，而QCI使用超導金屬電路，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展的公司(例如霍尼韋爾(Honeywell)或一些資金雄厚的初創公司)的問題，這些公司沒有自己的云業務，可能很難吸引客戶。微軟合作伙伴IonQ的首席執行官Peter Chapman說：“這使我們能夠專注于自己最擅長的領域，制造出一流的量子計算機。” 該公司的早期客戶包括陶氏化學公司，該公司希望使用量子計算機來解決化學問題。

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劃著眼于一種較不成熟的技術，該技術說從長遠來看會更好，但尚未生產出甚至可以進行幼兒園運算的芯片。

量子計算機是由不尋常的設備(稱為“量子位”)構建的。它們像常規硬件中的組件一樣對數字數據進行操作。但是，由于量子位將1和0編碼為量子機械效應，就像亞原子粒子的自旋一樣，它們可以翻轉為第三狀態，該狀態同時為1和0的疊加。與當今人類世界中的任何事物不同，該狀態允許數學可以簡化常規計算機無法進行的計算。

科技行業的量子夢想面臨的主要挑戰是量子比特非常不可靠。量子機械過程非常微妙，容易被熱或電磁噪聲淹沒。IBM，谷歌和英特爾生產的最大芯片大約有50量子比特。但尚不清楚這些設備是否可以用不到一百萬或更多的量子比特，更高的質量來使用。

微軟押注的是關鍵理論設備的最新理論版本，稱為拓撲量子位，預計比現有量子位更穩定。它的基礎是操縱一個長期以來理論化但直到最近才瞥見的被稱為Majorana零模式的亞原子現象，該現象以一位1938年神秘失蹤的意大利物理學家的名字命名。

雖然關鍵的現象已經發現，微軟的拓撲量子比特，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。微軟量子硬件總經理，加州大學圣塔芭芭拉分校的物理學教授Chetan Nayak只會說，他的團隊正在關閉，包括將數百萬個未來的量子量子比特放置到硅片上所需的材料科學技術。他說：“我們對我們所取得的進展感到非常興奮。”

當被問及微軟是否會在周一宣布自己的量子處理器準備就緒時，拔掉其周一宣布的硬件合作伙伴時，納亞克表示反對。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品牌并支持競爭設備。他說：“我們期望多種形式的硬件共存一段時間。”

盡管缺乏自己的量子計算硬件，微軟還是在周一發布了新的計算機芯片。它是常規的，不是量子的，而是專門設計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當前的量子硬件一樣，微軟未來的量子比特將需要在特殊的冰箱內冷卻至接近零的絕對溫度。創建一個能夠在緊挨著量子處理器的情況下保持運行的計算機芯片，可以減少需要用盡的功率來控制冰箱外部電子設備。量子芯片僅由外部電子設備控制的谷歌上周表示，布線是擴大其技術規模的主要挑戰。