微软宣布推出云量子计算服务Azure Quantum

引述外媒报道，在刚刚结束的微软Ignite会议上，其公司正式发布开放云量子计算服务的计划。

微软今年夏天为开发人员开源了其量子开发套件以及Q#编译器和模拟器。今天宣布的与初创公司IonQ的合作关系将使开发人员能够将现有的Microsoft产品(例如Visual Studio或Quantum Development Kit)与量子计算机一起使用。

该消息是继IBM Research和Google 最近在量子计算领域取得突破之后的又一次突破，他们于10月23日宣布，其54比特Sycamore处理器实现了量子优势。

微软通过确保Windows在许多不同类型的硬件上运行来实现目标。周一，该公司表示，其云计算平台将很快提供对所有奇特硬件的访问：量子计算机。

微软是投资量子计算的几家科技巨头之一，通过使用奇怪的量子力学过程处理数据，有望实现前所未有的计算能力。该公司现在正在准备其Azure云计算服务，以向特定客户提供访问三台原型量子计算机的权利，这些原型计算机来自工程集团Honeywell和两家初创公司IonQ(从马里兰大学诞生)和QCI(从耶鲁大学拆分出来)。

微软并没有声称那些量子计算机已经准备好进行有用的工作。现有的量子硬件太微不足道了。但是，与竞争对手IBM和Google一样，微软高管表示，开发人员和公司应立即开始使用量子算法和硬件，以帮助业界了解该技术的优势。

“我们知道，我们不会提出可能解决方案的整体情况;我们需要一个全球社区。” Microsoft Quantum总经理Krysta Svore说。

微软的新服务名为Azure Quantum，它将公司先前发布的量子编程工具与其云服务相集成。编码人员可以在模拟量子硬件或Honeywell，IonQ或QCI的真实量子硬件上运行量子代码。

微软周一在奥兰多的Ignite会议上宣布了这项新服务，称它将在未来几个月内推出。该公司的合作伙伴将在自己的设施中运行他们的量子计算机，但是可以通过互联网将它们链接到Microsoft的云中。微软拥有自己的长期运行的量子研究程序，但尚未生产任何量子计算硬件。

Azure Quantum与IBM的一项服务相似，后者自2016年以来免费提供对原型量子计算机的收费访问。谷歌上周表示，其量子处理器之一通过超越顶级超级计算机而达到了一个称为“量子至上性”的里程碑。谷歌表示，它将很快为部分公司提供对量子硬件的远程访问。

微软的计划与众不同之处在于，它可以访问几种不同的量子计算技术，从而可以预见量子计算市场的未来。

由于量子硬件很难操作，因此大多数使用它的公司都希望通过云服务来实现，而不是购买或建造自己的量子计算机。到目前为止，IBM和Google只是在谈论为客户提供对其自己的硬件的访问权限。

初创公司Strangeworks的首席执行官William Hurley说，微软的模式更像是现有的计算行业，云提供商允许客户从英特尔和AMD等公司中选择处理器，该公司为程序员提供服务，帮助他们构建和与来自的量子计算工具进行协作。 IBM，Google和其他公司。他说：“就目前而言，我们正处在量子计算这一行业中，您想尝试尽可能多的事情。”

微软的硬件合作伙伴代表了两种领先的但不同的量子计算机构建方式。霍尼韦尔和IonQ使用捕获在电磁场中的单个离子对数据进行编码，而QCI使用超导金属电路，这种方法也受到IBM和Google的支持。

微软的量子云模型还可以解决在量子硬件方面取得进展的公司(例如霍尼韦尔(Honeywell)或一些资金雄厚的初创公司)的问题，这些公司没有自己的云业务，可能很难吸引客户。微软合作伙伴IonQ的首席执行官Peter Chapman说：“这使我们能够专注于自己最擅长的领域，制造出一流的量子计算机。” 该公司的早期客户包括陶氏化学公司，该公司希望使用量子计算机来解决化学问题。

微软的量子云缺乏的一件事是该公司自己的量子硬件。微软的大型量子研究计划着眼于一种较不成熟的技术，该技术说从长远来看会更好，但尚未生产出甚至可以进行幼儿园运算的芯片。

量子计算机是由不寻常的设备(称为“量子位”)构建的。它们像常规硬件中的组件一样对数字数据进行操作。但是，由于量子位将1和0编码为量子机械效应，就像亚原子粒子的自旋一样，它们可以翻转为第三状态，该状态同时为1和0的叠加。与当今人类世界中的任何事物不同，该状态允许数学可以简化常规计算机无法进行的计算。

科技行业的量子梦想面临的主要挑战是量子比特非常不可靠。量子机械过程非常微妙，容易被热或电磁噪声淹没。IBM，谷歌和英特尔生产的最大芯片大约有50量子比特。但尚不清楚这些设备是否可以用不到一百万或更多的量子比特，更高的质量来使用。

微软押注的是关键理论设备的最新理论版本，称为拓扑量子位，预计比现有量子位更稳定。它的基础是操纵一个长期以来理论化但直到最近才瞥见的被称为Majorana零模式的亚原子现象，该现象以一位1938年神秘失踪的意大利物理学家的名字命名。

虽然关键的现象已经发现，微软的拓扑量子比特，至今下落不明，尽管声明由公司的最高行政量子托德Holmdahl，它将在去年年底到达。微软量子硬件总经理，加州大学圣塔芭芭拉分校的物理学教授Chetan Nayak只会说，他的团队正在关闭，包括将数百万个未来的量子量子比特放置到硅片上所需的材料科学技术。他说：“我们对我们所取得的进展感到非常兴奋。”

当被问及微软是否会在周一宣布自己的量子处理器准备就绪时，拔掉其周一宣布的硬件合作伙伴时，纳亚克表示反对。但是他建议微软考虑采用一种类似于笔记本电脑的策略，微软在该笔记本电脑上拥有自己的Surface品牌并支持竞争设备。他说：“我们期望多种形式的硬件共存一段时间。”

尽管缺乏自己的量子计算硬件，微软还是在周一发布了新的计算机芯片。它是常规的，不是量子的，而是专门设计用于在比深空空间低的温度下工作的，以帮助控制该公司希望的量子处理器。

像Google和IBM当前的量子硬件一样，微软未来的量子比特将需要在特殊的冰箱内冷却至接近零的绝对温度。创建一个能够在紧挨着量子处理器的情况下保持运行的计算机芯片，可以减少需要用尽的功率来控制冰箱外部电子设备。量子芯片仅由外部电子设备控制的谷歌上周表示，布线是扩大其技术规模的主要挑战。