讓量子比特在超低溫下運(yùn)算的“ 量子電冰箱”

據(jù)彭博社北京時間12月12日報道，微軟公司正與谷歌公司、IBM公司以及多家小型專業(yè)公司競爭，開發(fā)量子計算機(jī)。從理論上講，量子計算機(jī)的性能比現(xiàn)有計算機(jī)強(qiáng)大許多倍。

微軟稱，公司有不同的方法讓量子計算機(jī)降低出錯率，更加適用于商業(yè)用途。周一，微軟發(fā)布了新的編程語言Q#和工具，協(xié)助開發(fā)者為量子計算機(jī)開發(fā)軟件。微軟還發(fā)布了模擬器，供程序員在傳統(tǒng)臺式機(jī)或者通過Azure云計算服務(wù)測試量子計算機(jī)軟件。

量子計算機(jī)是目前世界上的先進(jìn)技術(shù)之一，它與人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實一起被微軟CEO薩提亞·納德拉(Satya Nadella)視為對公司未來至關(guān)重要的技術(shù)。和IBM、谷歌一樣，微軟最有可能通過互聯(lián)網(wǎng)即服務(wù)對外出租這些量子計算機(jī)的計算時間。

D-Wave系統(tǒng)公司在2011年成為了首家銷售量子計算機(jī)的公司，但是其技術(shù)存在爭議，只能解決一小部分?jǐn)?shù)學(xué)問題。谷歌和IBM已經(jīng)開發(fā)出了被認(rèn)為接近實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的計算機(jī)，能夠處理任何過于復(fù)雜而無法在標(biāo)準(zhǔn)超級計算機(jī)上解決的問題。IBM和創(chuàng)業(yè)公司Rigetti Computing還為他們的計算機(jī)開發(fā)了軟件。

相比之下，微軟仍在設(shè)法開發(fā)一款可運(yùn)行的計算機(jī)。微軟正在追求一種新型設(shè)計，其基礎(chǔ)是控制一種難懂的馬約拉那費(fèi)米子(Majorana fermion)。就在幾年前，還沒有人能夠確定這種粒子是否存在。

微軟量子計算業(yè)務(wù)主管托德·霍爾姆達(dá)爾(Todd Holmdahl)在接受采訪時表示，工程師們即將能夠以一種方法控制馬約拉那費(fèi)米子，使其能夠執(zhí)行運(yùn)算?；魻柲愤_(dá)爾領(lǐng)導(dǎo)了微軟Xbox和全息眼鏡HoloLens的開發(fā)，他表示，微軟將在5年內(nèi)向市場推出一款量子計算機(jī)。

“我們現(xiàn)在正與多家客戶磋商，提出使用量子衍生服務(wù)解決特定問題，”他表示。

這些系統(tǒng)正在挑戰(zhàn)原子和其他微粒的運(yùn)作極限。盡管傳統(tǒng)計算機(jī)以0或1作為處理信息的基礎(chǔ)，但是量子計算機(jī)依賴的則是“量子比特”，它可以同時是0和1。兩個量子比特可以同時代表4個數(shù)字，3個量子比特可以同時代表8個數(shù)字。這就意味著，量子計算機(jī)的運(yùn)算速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)，處理問題的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)更高。

微軟稱，公司使用了不同的設(shè)計——拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)。從理論上講，它可以創(chuàng)造更多穩(wěn)定的量子比特。霍爾姆達(dá)爾稱，這種設(shè)計開發(fā)出的量子計算機(jī)錯誤率只有其他公司量子計算機(jī)的萬分之一至千分之一。

霍爾姆達(dá)爾表示：“我們希望解決今天還無法解決的問題，有機(jī)會利用獨(dú)特、有差異化的技術(shù)做到這一點(diǎn)。”