微软进军量子计算,拟于年底推出全新量子编程语言 | 钛快讯

摘要: 微软公司计划于今年年底公布一种全新的量子计算机语言及一种量子计算机模拟器。借助这些新技术,研发人员将能够研发和测试执行量子运算的量子程序,为量子计算机时代的到来做准备。

四十二年前的夏天,还名为“Micro-Soft”的公司仅有两名员工。他们寄出了它的第一份产品--为首批成功的个人电脑之一“牵牛星”8800编写的BASIC语言。如今,这家公司已然成为行业龙头、规模宏大。它准备依照原始策略,在另一科技革新领域占得先机:开发运用量子力学原理处理数据的量子计算机。

本周一在美国奥兰多举办的企业客户会议上,微软宣布将推出一款运用于量子计算机上的新型编程语言。微软CEO Satya Nadella称,这项技术能够“帮助解决现阶段面临的许多大型挑战”。Nadella还表示,量子计算机对于能源和医药领域的革新突破也将发挥效用。

会议上,Nadella将量子计算定位为未来微软三项重要的新生技术之一。另外两项技术分别是微软掷重金参与同行竞争的人工智能,以及目前与HoloLens项目相关的增强现实技术。

量子计算机旨在通过利用量子力学对于传统规则的重塑,从而达到开发巨大的运算能力的目的。

通常,传统计算机是利用二进制数制、将数据用0或1两个数码来表示并加以管理的。而在量子计算机中,量子比特可以同时表示为0和1。因此,在复杂的计算中,量子计算机可以寻求捷径、省时省力。据相关理论,一台普通的量子计算机可能只需要几分钟,就能解决一些传统超级计算机可能需要费时数百万年运算的问题(关于量子计算的更多知识,请详见钛媒体此前特稿《100年量子计算风云史,“量子比特”何时统治世界?》)。
CEO。图片来源/Wired.com

微软CEO Satya Nadella。图片来源/Wired.com

自2014年Nadella接管微软以来,公司加强了云计算方面的投入。如今,微软公司的云计算业务发展仅次于亚马逊,且呈稳步增长的状态。Nadella预想未来能够让传统云端服务器和量子计算器双管齐下,在研究学者认为量子论技术易于施行的领域(如大型化学模拟实验及机器学习)进行租赁、实践。

在科技公司中,研发量子计算结构已经成为了某种“军备竞赛”。与微软公司竞争的IBM以及一些初创公司早已开发并测试了少量量子计算机的基础构件;谷歌与美国航空航天局及D-Wave公司合资建立了“AI Lab”实验室。

而微软公司已倾注12年时间致力于开发量子计算,但一直未能成功。这是由于该设想取决于对马约拉纳费米子这种亚原子粒子的操作,而物理学家目前仍在探索,并设法控制这种粒子。此外,由于量子比特所依赖的量子效应十分精密,也更易出现错误,所以至今仍未生产出一台足够规模的量子计算机。

为强调微软这一次的工作,Nadella在周一的会议上带来了科研团队中从事马约拉纳费米子操控研究的两名实验物理学家。显然,Nadella和一众微软高层都对量子硬件的预期显露出积极的态度。

微软这一项目的负责人预测,一旦他们拥有了一枚可运行的量子位,他们将可以迅速压倒谷歌等竞争者。

不论采用何种形式的量子计算器,若希望从中获利,则需要令人信服的程序员去编写代码,这和传统计算机是同出一辙的。微软称,公司希望程序员们能够精通量子算法并开始思考量子论中的制胜点,为硬件的开发做好准备。

微软通过旗下Visual Studio工具包提供这一全新的量子编程语言。这种用于量子计算机的编程语言与我们现有编程语言有一定的相似性,程序员能够从Python,C#和F#中借用元素来编写函数等。

Visual Studio原先用于编写适用于Windows台式及移动设备的程序。新语言将充分发挥Visual Studio的产品特性,帮助程序员明晰不同部分代码的路径,并规避程序故障。另外,微软计划为开发者提供了一些工具,让他们可以在自己的电脑或云端等(非实验室的)地方模拟少量量子比特的运行,检测量子代码的准确性。

计算机历史上,一家公司可以通过为新的计算机平台提供一款知名编程语言获得影响力。

宾夕法尼亚大学编程语言领域的教授Steve Zdancewic说,“就如同当时网景公司(Netscape)作为第一家进行市场销售的公司,成功发行了Javascript一样,谁若能打出量子计算领域的第一棒‘全垒打’,谁就可能主导这一领域。”但Zdancewic也指出,在量子计算语言应该如何运行一事上依旧存在大量待决问题,譬如程序员如何处理这项技术的非常态特性及局限性。

微软不是唯一想要成为量子计算领域龙头的公司。

尽管还未生产出相关硬件,IBM公司已经开始招揽程序员为量子计算机编写代码,且已将部分量子晶片雏形连接至互联网,供人们进行试用。同时,公司提供了基于Python编程语言的软件开发工具包。无独有偶,资金富足的初创公司Rigetti Computing也才用了类似的战略:向大众提供一款叫做Forest的编程工具包。

在量子硬件真正诞生之前,微软公司这一大张旗鼓的计划能引发多大影响还未可知。

(本文首发钛媒体,编译自Wired。)

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