微软投入巨资开发量子计算机原型产品

量子计算机

凤凰科技讯 北京时间11月21日消息，据《纽约时报》报道称，微软投入大量资金和工程资源，尝试开发量子计算机，它可以处理一些复杂的任务，这些任务是当前数字计算机无法处理的。

在科幻小说中，我们时常会看到量子计算机，它的性能超级强大，现在科技界对量子计算机的出现越来越乐观。如果量子计算机真的可以投入使用，许多行业都会受到影响，比如药物设计、AI，我们对现代物理也会有更深入的理解。

微软已经决定跳出纯粹的研究，投入巨额资金开发量子计算机原型产品，与众多科技巨头一起竞争，比如谷歌和IBM。

量子物理世界是一个独特的世界，微软的进入方式与竞争对手有些不同。微软的方法是以“任意子（anyons）”作为基础的，“任意子”是一种粒子，物理学家说它以2D形式存在，微软用“任意子”组建超级计算机模块，如此一来就可以利用亚原子的物理属性。

研究人员深知，要开发出可以真正使用的量子计算机还有很大的挑战，在基本物理层还有问题需要解决，研究人员还要开发新软件挖掘量子设备的潜能，量子计算机与今天的数字系统运行方式不同。

传统晶体管可以在任何时候开或者关，开与关分别代表1或者0，量子位不同，它可以以“叠加”形式存在，也就是说同时以两种状态存在。如果量子位彼此缠绕，就可以代表庞大的数值。按照最可能的设想，量子计算机将会由海量量子组成。

2005年，微软开始研究量子计算技术，当时它悄悄开设了一个名叫“Station Q”的实验室，领导者是数字家迈克尔·弗里德曼（Michael Freedman）。

微软现在已经相信，公司离“设计基本量子建造块”的目标足够近了，微软工程经理托德·赫尔曼达尔（Todd Holmdahl）表示，开发完整的计算机，微软已经准备就绪了。在过去几年里，赫尔曼达尔负责过许多不同的项目，包括Xbox视频游戏机、HoloLens AR系统。赫尔曼达尔说：“当我们解决了第一个量子的问题，我们就制定了蓝图，它可以引导我们以更直接的方式解决万千上个量子的问题。”

让量子计算机执行实用的计算真的有可能吗？物理学家、计算机科学家存在分歧。在一些研究项目中，研究人员试图用不同的材料和设计创建量子。微软选择的是拓扑量子计算。今年，三名科学家获得诺贝尔物理学奖，他们的研究认为粒子也许可以以2D形式存在，微软的方法正是以此作为基础的。

赫尔曼达尔的研究团队阵容强大，包括荷兰代尔夫特理工大学物理学家Leo Kouwenhoven、哥本哈根大学物理学家查尔斯·M·马库斯（Charles M. Marcus）、悉尼大学物理学家David Reilly、E.T.H. Zurich大学物理学家Matthias Troyer。最近，微软成立了人工智能与研究团队（Artificial Intelligence and Research Group），由哈利·山姆（Harry Shum）领导，团队成立之后没多久这些物理学家都加入了微软，成为新团队的一部分。

微软物理学家表示，在过去2年里，科学研究取得了进步，科学家越来越有信心，他们认为微软可以创造出更稳定的量子，正因如此，微软才会做出决定开发拓扑量子计算机。

马库斯说：“将半导体与超导体结合在一起，这就是配方的秘诀。”最近研究人员取得突破，他们已经可以控制形成量子的材料。研究人员使用多种方法彼此竞争，核心问题在于将量子计算机温度降至绝对零度。

开发算法，用在量子计算机上，让它可以解决问题，解决问题的速度比现有数字计算机快；目前这样的算法相当少。在早期研究中，肖尔算法（Shor’s algorithm）相当有名，从中我们看到了希望：未来量子计算可以用于破解密码。

一旦研究成功，世界将会发生剧变，因为现代电子商务是建筑在加密系统之上的，这套系统用传统数字计算机几乎无法破解。除此之外，我们还可以通过量子计算机以更快的速度搜索数据库，执行机器学习算法，计算机视觉技术与语音识别技术的发展离不开机器学习。

最开始时，量子计算机主要还是用作物理研究工具。1982年，物理学家费曼（Richard P. Feynman）曾经表示：“用量子计算机解决量子物理学问题，这是我的一个梦想。”（编译/虎涛）