微軟進軍量子計算,擬於年底推出全新量子程式語言 | 鈦快訊

2020-12-13 鈦媒體APP

四十二年前的夏天,還名為「Micro-Soft」的公司僅有兩名員工。他們寄出了它的第一份產品--為首批成功的個人電腦之一「牽牛星」8800編寫的BASIC語言。如今,這家公司已然成為行業龍頭、規模宏大。它準備依照原始策略,在另一科技革新領域佔得先機:開發運用量子力學原理處理數據的量子計算機。

本周一在美國奧蘭多舉辦的企業客戶會議上,微軟宣布將推出一款運用於量子計算機上的新型程式語言。微軟CEO Satya Nadella稱,這項技術能夠「幫助解決現階段面臨的許多大型挑戰」。Nadella還表示,量子計算機對於能源和醫藥領域的革新突破也將發揮效用。

會議上,Nadella將量子計算定位為未來微軟三項重要的新生技術之一。另外兩項技術分別是微軟擲重金參與同行競爭的人工智慧,以及目前與HoloLens項目相關的增強現實技術。

量子計算機旨在通過利用量子力學對於傳統規則的重塑,從而達到開發巨大的運算能力的目的。

通常,傳統計算機是利用二進位數制、將數據用0或1兩個數碼來表示並加以管理的。而在量子計算機中,量子比特可以同時表示為0和1。因此,在複雜的計算中,量子計算機可以尋求捷徑、省時省力。據相關理論,一臺普通的量子計算機可能只需要幾分鐘,就能解決一些傳統超級計算機可能需要費時數百萬年運算的問題(關於量子計算的更多知識,請詳見鈦媒體此前特稿《100年量子計算風雲史,「量子比特」何時統治世界?》)。

微軟CEO Satya Nadella。圖片來源/Wired.com

自2014年Nadella接管微軟以來,公司加強了雲計算方面的投入。如今,微軟公司的雲計算業務發展僅次於亞馬遜,且呈穩步增長的狀態。Nadella預想未來能夠讓傳統雲端伺服器和量子計算器雙管齊下,在研究學者認為量子論技術易於施行的領域(如大型化學模擬實驗及機器學習)進行租賃、實踐。

在科技公司中,研發量子計算結構已經成為了某種「軍備競賽」。與微軟公司競爭的IBM以及一些初創公司早已開發並測試了少量量子計算機的基礎構件;谷歌與美國航空航天局及D-Wave公司合資建立了「AI Lab」實驗室。

而微軟公司已傾注12年時間致力於開發量子計算,但一直未能成功。這是由於該設想取決於對馬約拉納費米子這種亞原子粒子的操作,而物理學家目前仍在探索,並設法控制這種粒子。此外,由於量子比特所依賴的量子效應十分精密,也更易出現錯誤,所以至今仍未生產出一臺足夠規模的量子計算機。

為強調微軟這一次的工作,Nadella在周一的會議上帶來了科研團隊中從事馬約拉納費米子操控研究的兩名實驗物理學家。顯然,Nadella和一眾微軟高層都對量子硬體的預期顯露出積極的態度。

微軟這一項目的負責人預測,一旦他們擁有了一枚可運行的量子位,他們將可以迅速壓倒谷歌等競爭者。

不論採用何種形式的量子計算器,若希望從中獲利,則需要令人信服的程式設計師去編寫代碼,這和傳統計算機是同出一轍的。微軟稱,公司希望程式設計師們能夠精通量子算法並開始思考量子論中的制勝點,為硬體的開發做好準備。

微軟通過旗下Visual Studio工具包提供這一全新的量子程式語言。這種用於量子計算機的程式語言與我們現有程式語言有一定的相似性,程式設計師能夠從Python,C#和F#中借用元素來編寫函數等。

Visual Studio原先用於編寫適用於Windows臺式及行動裝置的程序。新語言將充分發揮Visual Studio的產品特性,幫助程式設計師明晰不同部分代碼的路徑,並規避程序故障。另外,微軟計劃為開發者提供了一些工具,讓他們可以在自己的電腦或雲端等(非實驗室的)地方模擬少量量子比特的運行,檢測量子代碼的準確性。

計算機歷史上,一家公司可以通過為新的計算機平臺提供一款知名程式語言獲得影響力。

賓夕法尼亞大學程式語言領域的教授Steve Zdancewic說,「就如同當時網景公司(Netscape)作為第一家進行市場銷售的公司,成功發行了Javascript一樣,誰若能打出量子計算領域的第一棒『全壘打』,誰就可能主導這一領域。」但Zdancewic也指出,在量子計算語言應該如何運行一事上依舊存在大量待決問題,譬如程式設計師如何處理這項技術的非常態特性及局限性。

微軟不是唯一想要成為量子計算領域龍頭的公司。

儘管還未生產出相關硬體,IBM公司已經開始招攬程式設計師為量子計算機編寫代碼,且已將部分量子晶片雛形連接至網際網路,供人們進行試用。同時,公司提供了基於Python程式語言的軟體開發工具包。無獨有偶,資金富足的初創公司Rigetti Computing也才用了類似的戰略:向大眾提供一款叫做Forest的編程工具包。

在量子硬體真正誕生之前,微軟公司這一大張旗鼓的計劃能引發多大影響還未可知。

(本文首發鈦媒體,編譯自Wired。)

更多精彩內容,關注鈦媒體微信號(ID:taimeiti),或者下載鈦媒體App

相關焦點

  • 微軟與Brilliant.org合作推出量子計算課程 圍繞Q#編程教學
    圖片來源圖蟲:已授站長之家使用2017 年年底,微軟發布了適用於Windows系統的Quantum Development Kit (QDK)首個公開預覽版,隨後引入了對Linux和今天微軟宣布和Brilliant.org開展合作提供量子計算方面的新課程,而且加速推進量子領域的發展。
  • 微軟和Brilliant合作推出量子計算互動課程
    IT之家5月26日消息 在2017年底,微軟發布了針對Windows的量子開發套件(QDK)首次公開預覽版,後來宣布支持Linux和macOS。儘管這家科技巨頭認為通過QDK可輕鬆獲得量子開發的重要特性,但現在微軟進一步通過與Brilliant.org合作提供量子計算的新課程,使學習「變得更加容易」。該課程被稱為「量子計算」,主要圍繞Q#的編程學習,Q#是微軟的高級量子調諧程式語言。在一個看似令人生畏的領域,該課程將為自學者提供從哪裡開始的想法。
  • 微軟和 Brilliant 合作推出量子計算互動課程
    IT之家5月26日消息 在2017年底,微軟發布了針對Windows的量子開發套件(QDK)首次公開預覽版,後來宣布支持Linux和macOS。儘管這家科技巨頭認為通過QDK可輕鬆獲得量子開發的重要特性,但現在微軟進一步通過與Brilliant.org合作提供量子計算的新課程,使學習「變得更加容易」。
  • 微軟開源 Quantum Katas,領先的量子編程解決方案
    據外媒報導,微軟近日推出了一套先進的量子編程解決方案,讓編程人員可以更好地學習量子計算及其相關的 Q# 程式語言。
  • 微軟:五年內造出擁有100個拓撲量子比特的量子計算機
    比特幣的擁躉認為,中本聰通過二次哈希,已經做到了「防量子計算破解」,事實果真如此嗎?在微軟 Build 2018 大會的第二天,微軟副總裁、量子計算部門的負責人 Todd Holmdahl 向外界透露了微軟量子計算的一些最新進展,他直截了當地指出,微軟能夠在五年內造出第一臺擁有 100 個拓撲量子比特的量子計算機,並且將其整合到 Azure 當中。
  • 微軟宣布開源量子開發工具QDK,開始建設量子計算系統生態
    微軟量子團隊表示,他們的使命是開發和部署世界上最可伸縮、最安全的量子計算系統。 策劃&撰寫:Lynn 此前因消息傳出華為開發了量子模擬系統,量子計算機的商用化再一次引發了人們的關注。事實上,在量子模擬和量子計算領域,IBM、微軟、谷歌等巨頭均很早就有了布局。
  • 微軟發布 Quantum 開發套件預覽,含 Q# 量子程式語言
    根據 ZDNet 的報導,微軟正在發布 Quantum Development Kit 開發套件的免費預覽版本。
  • 量子快訊:奧地利和荷蘭發力量子網際網路;新量子計算協議實現同態量子加密
    Choi教授說:「如果我們能在固體材料中實現完美的馬約拉納費米子,穩定的量子計算機就不遠了!」延伸:2018年,荷蘭物理學家、微軟員工Leo Kouwenhoven發表了一篇論文,證明他觀察到了一種難以捉摸的粒子——馬約拉納費米子。
  • 谷歌要量子霸權?微軟有望憑100個拓撲量子比特計算機反超
    但量子計算機則由量子狀態來描述信息,根據量子的特性它可以同時表示多種狀態,並同時進行疊加運算,因而擁有更快速的運算方式。基於這樣的特性,量子計算可以通過編程,快速解決傳統計算機難以解決的問題。舉個例子,某天,你被要求5分鐘內在圖書館某一本書的某頁上找到一個大寫字母「X」,這幾乎是不可能的,因為那裡有5000萬冊書。
  • 本源量子計算科普教育基地開放
    全體系布局,推出全物理體系量子計算學習機在開幕式現場,本源量子還推出了全球首款基於3D虛擬仿真技術的全物理體系量子學習機。本源量子基於過往產品的成功經驗,從量子計算行業學習和從業人員出發,開發了全新的全物理體系量子學習機。
  • 「量子霸權」還是「量子優勢」?量子計算競賽「加速時」
    兩個多月前,IBM對Google的「量子霸權」(Quantum Supremacy,更中性的表述是「量子至上」)算法提出挑戰,並搶先一步推出一臺50量子比特的所謂「量子計算原型機」,但至今未公布詳細性能和測試結果。對此,Google首席科學家John Martinis曾在量子信息處理國際大會上公開表達不滿。
  • 量子計算改變計算方式 具有非常深遠的意義
    Intel研究院宣布推出代號為「Horse Ridge」的首款低溫控制晶片,實現了對多個量子位的控制,可加快全棧量子計算系統的開發步伐,堪稱量子實用性道路上的一個重要裡程碑。   Horse Ridge被設計成一個射頻(RF)處理器,用來控制在冰箱裡運行的量子位,其編程指令與基本量子位的操作相對應,這些指令將被轉換成可操縱量子位狀態的電磁微波脈衝。Intel 還表示,控制晶片的製造在 Intel 內部完成,將極大地提高了公司在設計、測試和優化商業上可行的量子計算機的能力。
  • 一文讀懂量子計算的未來!
    不過,若矽基半導體器件繼續縮小至 1nm級(原子尺度),量子隧穿效應則不可避免,我們無法再通過 PN 結控制電路通斷來實現邏輯。這時,我們就不得不去考慮利用量子特性、以全新的方法去實現更強的算力、更低的功耗。我們認為,量子計算是延續摩爾定律深化提升計算機算力的技術路徑之一。量子計算概念提出已久,但在 2019 年穀歌實現「量子優越性」後,我們認為量子計算才真正迎來了「高光時刻」。
  • ...吳韌宣布進軍AI晶片領域;谷歌開源量子計算軟體原始碼 | 雷鋒...
    這個問題會影響很多計算,除非用戶慢慢的輸入每個字符。問題出現在按鈕亮起的動畫阻礙了觸控操作,直到動畫效果完成。iOS 的這種動畫等待操作的機制也讓整體應用體驗更流暢。微軟本周開始推出Windows 10 Mobile秋季創作者更新一周前,微軟開始向所有Windows 10 PC推出「秋季創作者更新」。
  • 量子計算怎麼學?本源科普教育雲深度解讀
    工具使用:量子云平臺介紹、計算與量子云框架、量子云平臺的使用教程...編程入門:量子編程介紹、量子程式語言 、QRunes 、QPanda...量子算法:QAOA算法、Shor算法、VQE算法...本源量子全物理體系學習機介紹學習機採用3D虛擬仿真技術,360度全景式呈現量子計算機的所有細節。學習機虛擬實驗室通過3D仿真的形式直觀的展現量子比特構造、讀取與調控、量子比特的耦合和連接以及量子計算機的硬體結構。涵蓋目前世界上主流的量子計算物理體系,包括超導、半導體、離子阱、核磁共振、NV色心等,讓用戶直觀地學習微軟、谷歌、IBM、霍尼韋爾目前的量子計算機。
  • 前途無量的量子計算
    量子力學態疊加原理使得量子信息單元的狀態可以處於多種可能性的疊加狀態,從而導致量子信息處理從效率上相比於經典信息處理具有更大潛力和更重要作用。因此,量子計算領域近年異常熱鬧,許多科研機構都已進軍量子計算領域,並取得了令人鼓舞的成就。
  • 量子計算競賽將如何改變我們的生活
    在競爭中,IBM、Google、Microsoft、Intel、Amazon、IonQ、Quantum Circuits、Rigetti Computing以及最新推出其量子計算計劃的Honeywell,他們都在爭相展示自己解決新型複雜計算問題的能力。如果一個玩家能夠取得成功,它可以像IBM在個人計算機和蘋果在智慧型手機上的方式一樣,帶來一場計算革命。
  • 全球量子計算初創公司盤點|光子|美國_科技|量子計算機|...
    技術起源於中科大中科院量子信息重點實驗室,專注量子計算全棧開發,各類軟、硬體產品技術指標國內領先,已申請專利百餘項。在量子軟體領域,本源量子建立了量子語言標準QRunes,開發了開源量子計算框架QPanda與pyQPanda(QPanda經過python封裝),量子程序編程環境工具包Qurator,量子虛擬機EmuWare,量子學習機。
  • 英特爾公布五項新技術進展,涉及機器編程、量子計算等
    12 月 4 日下午消息,在今日的英特爾研究院開放日上,英特爾公布了其在集成光電、神經擬態計算、量子計算、保密計算、機器編程五項新技術進展。量子計算方面,英特爾宣布推出第二代低溫控制晶片 Horse Ridge II,這標誌著英特爾在突破量子計算可擴展性方面取得新進展。可擴展性是量子計算的最大難點之一。在 2019 年推出的第一代 Horse Ridge 控制器的創新基礎上,Horse Ridge II 支持增強的功能和更高集成度,以實現對量子系統的有效控制。
  • 全球量子計算技術發明專利排行榜發布中國量子計算首家創企名列第七
    哈工大機器人集團(HRG)生態圈企業——本源量子以77件專利躋身全球第七,較上年度提升5位,是國內唯一進入前十的量子計算公司。本源量子工作人員正在裝置量子計算制冷機   據了解,本源量子成立於2017年,是中國第一家以量子計算機研製、開發和應用為主營的初創型公司。