微软量子计算在核心元件中的发展如何

（文章来源：网易科技）

据外媒报道，谷歌刚刚宣布实现了“量子霸权”(quantum supremacy)，这个里程碑可以让量子计算机以当今威廉希尔官方网站 无法想象的速度进行计算。但微软希望自己在重新设计量子计算的核心元素--量子比特(Qubit)方面取得更大进展。

微软始终在研究名为拓扑量子比特（topological qubit）的威廉希尔官方网站 ，并预计其将为量子计算带来无法想象的好处。微软量子计算软件部门总经理克里斯塔·斯沃尔(Krysta Svore)表示，在花了五年时间搞清楚拓扑量子比特所需的复杂硬件后，该公司近乎准备好将它们投入使用。

传统计算机将数据存储为表示0或1的位。然而，通过被称为“叠加”的特殊量子物理原理，量子比特可以同时存储0和1的组合。量子比特还可以通过与另一种叫做“纠缠”的现象相结合，使得量子计算机能够同时探索一个问题的大量可能解决方案。

然而，量子计算面临的一个基本问题是量子比特很容易受到干扰，这就是为何量子计算机的核心被安置在巨大冷藏容器中的原因。然而，即使有了这种隔离，单个量子比特今天也只能在几分之一秒内完成有用的工作。为了进行补偿，量子计算机设计者计划采用名为纠错的威廉希尔官方网站 ，将许多量子比特连接起来，形成一个称为逻辑量子比特的有效量子比特。其思想是，即使逻辑量子比特的许多基本物理量子比特误入歧途时，逻辑量子比特依然可以执行有用的处理工作。

微软拓扑量子比特的主要优势在于，制造一个逻辑量子比特所需的物理量子比特较少。具体地说，使用微软的拓扑量子比特，一个逻辑量子比特需要10到100个物理量子比特。相比之下，其他方法大约需要1000到20000个物理量子比特。这意味着，利用微软威廉希尔官方网站 构建的量子计算机只需更少的量子比特就能变得更实用。

与之相比，谷歌的量子计算芯片Sycamore使用了53个物理量子比特。对于重要的量子计算工作，研究人员希望达到至少100万量子比特的水平。

不过，微软拓扑量子比特的一个缺点是它们还不能使用。替代设计可能不能很好地工作，但它们目前正在现实世界中进行测试。微软希望将其威廉希尔官方网站 应用于帮助解决化学问题，如更有效地制造化肥，或安排卡车加速运输和减少交通拥堵。

微软也在努力改进量子计算的其他方面，比如控制系统。在今天的量子计算机中，它是由数百根电线组成的复杂系统，每根电线都是昂贵的同轴电缆，用来与量子比特通信。微软的最新量子计算机控制系统，使用的电线要少得多，从216根降到只有3根。

（责任编辑：fqj）