一位高管表示，微软的量子计算新方法“非常接近”。

 

谷歌刚刚宣布了量子霸权，这是一个里程碑，在这里，量子计算机本质的根本不同让它远远超过了传统的机器。但微软希望通过重新设计量子计算的核心元素——量子位来取得进展。

 

微软一直在研究一种称为拓扑量子比特的量子比特技术，它希望这种技术能带来量子计算技术的好处，而如今这种好处大多只是一种承诺。微软量子计算软件部门总经理克里斯塔·斯沃尔(Krysta Svore)说，在花了五年时间研究拓扑量子位的复杂硬件之后，该公司几乎准备好投入使用了。

 

“最近几年，我们真的花了很多时间来开发这项技术，”Svore在周四的IEEE重启计算国际会议上说。“我们相信，我们非常接近实现这一目标。”

 

量子计算机很难理解，很难建造，很难操作，也很难编程。由于它们只在比绝对零度高一点点的温度下工作——比外太空还要冷——你不太可能很快拥有一台量子笔记本电脑。

 

但是在数据中心运行它们，客户可以利用它们，天辰黑钱吗通过处理经典计算机无法处理的计算挑战，可以带来深远的好处。Svore提供的例子包括解决化学问题，如更有效地制造化肥，或通过卡车加速运输和减少交通流量。

 

更好的量子位元

 

经典计算机将数据存储为表示0或1的位。然而，量子位元可以同时储存0和1的组合，这是通过一种叫做叠加的奇特量子物理原理实现的。量子位元可以通过另一种叫做纠缠的现象组合在一起。这些现象将使量子计算机能够同时探索一个问题的大量可能的解决方案。

 

量子计算的基本问题之一是量子位元很容易被扰动。这就是为什么量子计算机的核心是装在一个55加仑大桶大小的冷藏容器里的原因。

 

微软量子计算研究员Krysta Svore说

 

Krysta Svore，微软量子计算软件工作总经理

 

即使有了这种隔离，如今单个量子位元也只能在几分之一秒内执行有用的工作。为了弥补这一缺陷，量子计算机的设计者们设计了一种叫做纠错的技术，这种技术把许多量子位结合在一起，形成一个有效的量子位，这个量子位叫做逻辑量子位。这个想法是当逻辑量子位元的许多底层物理量子位元迷失方向时，逻辑量子位元可以执行有用的处理工作。

 

Svore说，微软拓扑量子比特的关键优势在于，制造一个逻辑量子比特所需的物理量子比特更少。

 

具体来说，她认为一个逻辑量子位需要10到100个物理量子位加上微软的拓扑量子位。相比之下，其他方法的物理量子位大约是1000到20000。

 

她说:“我们相信管理费将会大大减少。”这将意味着量子计算机将在更少的量子位元的情况下变得实用。

 

作为对比，谷歌的Sycamore量子计算芯片使用了53个物理量子位。对于严肃的量子计算工作，研究人员希望达到至少一百万的量子比特水平。

 

不过，微软拓扑量子位的一个缺点是目前还无法使用。替代的设计可能不能很好地工作，但他们在现实世界的测试今天。

 

肥料和运输车

 

微生物能有效地将氮“固定”在可用作肥料的分子中，但我们的工业过程需要大量的能量。量子计算机通过模拟分子间相互作用的实际物理过程，可能会产生一种催化剂，为更好的制造过程提供动力