微软今天宣布了利用该公司研究人员多年来一直致力于研究的拓扑量子位来构建自己的量子超级计算机的路线图。 仍有许多中间里程碑有待实现，但微软高级量子开发副总裁 Krysta Svore 告诉我们，该公司相信，使用这些量子位构建一台能够执行以下任务的量子超级计算机将需要不到十年的时间，最终获得可靠的每秒一百万次量子操作。
这是微软推出的一项新衡量标准，因为整个行业的目标是超越当前嘈杂的中规模量子 (NISQ) 计算时代。
“我们以几年而不是几十年来考虑我们的路线图和量子超级计算机的时间，”斯沃尔说。
去年，微软宣布了一项重大突破，其团队首次强调了其创建基于马约拉纳的量子位的能力。 马约拉纳量子位的优点是非常稳定（特别是与传统技术相比），但它们也极难创建。 微软很早就对这项技术下了赌注，现在，在首次宣布这一里程碑一年后，该团队正在发表一篇新的同行评审论文（在美国物理学会的物理评论 B 中），证明它确实已经在 它通往量子超级计算机的道路。 为了达到这一点，微软展示了比一年前首次宣布这项工作时更多的设备和更多的数据的结果。
“今天，我们确实处于基础实施水平，”斯沃尔说。 我们有嘈杂的中型量子机。 它们是围绕物理量子位构建的，而且还不够可靠，无法做一些实用且有利的事情。 用于科学或商业行业。 作为一个行业，我们需要达到的下一个水平是弹性水平。 我们不仅需要能够使用物理量子位进行操作，而且还需要将这些物理量子位放入纠错码中，并将它们用作一个单元来充当逻辑量子位。” Svore 认为，要达到这一点，需要一台量子计算机能够每秒执行一百万次可靠的量子操作，并且失败率为万亿分之一。
现在的下一步是构建受硬件保护的量子位——Svore 表示，该团队在构建这些量子位的工作中正在取得巨大进展。 这些量子位很小（一侧小于 10 微米）并且速度足够快，可以在不到一微秒的时间内执行一个量子位操作。 之后，该团队计划致力于纠缠这些量子位，并通过一种称为“编织”的过程来操作它们，这个概念至少从 2000 年代初就已经被讨论过（主要作为理论）。从那里开始，微软将构建一个更小的多量子位系统并演示一个完整的量子系统。
这显然是一个雄心勃勃的路线图，考虑到微软花了多长时间才实现第一个里程碑，我们需要耐心等待团队现在的执行情况。 IBM、IonQ 和其他公司的目标都是类似的结果，但更倾向使用更成熟的方法来构建量子位，也就是说，我们现在正处于一场超越 NISQ 时代的军备竞赛。
除了分享其路线图外，微软今天还宣布了 Azure Quantum Elements，这是其通过结合高性能计算、人工智能和量子来加速科学发现的平台，以及 Azure Quantum 的 Copilot，这是一种经过专门训练的人工智能模型，可以帮助科学家（ 和学生）生成与量子相关的计算和模拟。