微软于2019年发布的全栈开源云量子生态系统Microsoft Azure Quantum ,此处快览当时的情况,客户当时即可实现如下功能:

  • 访问后端:霍尼韦尔、IonQ和QCI;
  • 使用微软的开源量子开发工具包(QDK);
  • 使用Microsoft Azure经典计算和量子模拟器。

 

2019年微软对潜在开发人员的调查,了解到开发人员的几个诉求:

  • 量子技术的发展对自身业务有什么影响?
  • 希望能够简化量子代码编写;
  • 可以在量子和经典硬件上运行应用程序。

 

为此,微软2020年对其Azure Quantum进行了升级增强,希望能够帮助开发人员解决这些问题,成功转型成为一名量子开发人员。

在Microsoft Build 2020[1]会议上,微软重点介绍了Azure Quantum[2],对于增强后的Azure Quantum,部分客户和合作伙伴将能够预览Azure Quantum平台,除了微软的开源QDK之外,它还在免费的在线培训平台Microsoft Learn中添加了两个新模块。

Azure量子开发人员可以使用Q#和QDK编写算法,然后使用三种量子计算机后端对算法进行评估(霍尼韦尔、IonQ和QCI)。这种资源整合将使开发人员不接触量子硬件的底层物理原理,也可以编写和测试量子程序。

今年晚些时候微软还将为开发人员策划一个研讨会。会议将涉及量子计算的原理,经典计算机的优化算法(Optimization Algorithms),Q#和QDK的概述以及研发量子算法的虚拟实验室。

下面将详细介绍关于Azure Quantum。

 

Azure Quantum量子平台

Azure Quantum为用户提供三种不同的量子计算机后端,具体如下。

霍尼韦尔

霍尼韦尔(Honeywell Quantum),其技术采用离子阱技术(Trapped-ion Technology),利用稀土金属的同位素产生离子量子比特。通过精密激光去除镱原子(Ytterbium Atom)外层电子以形成离子,激光将离子移动到适当的位置,振荡电压场(Oscillating Voltage Fields)将其固定,形成离子阱。

 

微软量子云大升级,未来抢占先机要早布局-量子客
(Honeywell 离子阱量子计算机,来源:Honeywell)
    

IonQ

IonQ所采用的技术与Honeywell Quantum 一样,均是离子阱技术,但是,两者在计算机体系架构上存在差异。

 

量子线路公司

量子线路公司(Quantum Circuits Inc. QCI)是耶鲁大学应用物理系的子公司。其采用的技术路线是超导量子比特,类似于经典计算机中集成在芯片的微型电路,在比绝对零度略高的环境显示出量子特性。这是最常用的量子比特。Google、Intel、IBM、本源量子和南京先扬剑量子研究院等都使用超导量子比特。

 

Azure Quantum上的混合环境

一些计算任务更适合于经典计算机,而另一些可以在量子计算机上通过加速处理更好地完成。

霍尼韦尔量子解决方案总裁Tony Uttley分享了许多其他量子专家的观点。Uttley解释说,必然地,量子生态系统最终将演变为类似于Azure Quantum的混合平台,在该平台中,经典计算机和量子计算机会携手工作以解决各类复杂问题。

Azure Quantum允许开发人员在三台不同的量子计算机上对他们的算法进行基准测试(Benchmarking)。每台计算机在体系结构、保真度和连通性上的差异决定了其对叠加(Superposition)、纠缠(Entanglement)和干涉(Interference)等量子效应的实际处理效果。此外,根据算法不同,这些差异可能会产生不同的基准测试结果。

微软量子云大升级,未来抢占先机要早布局-量子客
(Azure Quantum,来源:微软)

 

量子云服务的未来

量子计算仍处于发展阶段。但是,就在几年前,一些科学家还怀疑量子计算是否可行。然而今天,几乎没有人持怀疑态度。基于最近的发展来看,量子计算机将能够在三到五年内解决一些有意义的问题。

IBM将其称为“Quantum-Ready”阶段。他们相信很多企业需要认真思考如何将量子资源整合到他们的业务流程和应用程序中。 大多数企业不需要也难以负担量子计算机的开销,但是量子云服务为所有公司提供了无缝且廉价的方式来获取量子计算资源。

当量子计算真正改变世界时,越早参与的企业将越能够占得先机。

 
参考链接:

[1]https://news.microsoft.com/build2020/

[2]https://azure.microsoft.com/en-us/services/quantum/

 

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作者 |  Lucy  Li       编辑 丁艳