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构建可缩放的量子系统

了解 Microsoft 如何与全球研究团队和合作伙伴一起引领可缩放、可访问的量子计算之路

寻找解决世界上最棘手问题的新方法

量子计算为企业和研究人员如何使用技术解决当今棘手问题带来了革新。要完全实现这一承诺,需要一个稳定且可缩放的量子解决方案,该解决方案可供每个人使用并能够解决与商业相关的难题。从物理和纳米材料的突破,到与 Microsoft Azure 的无缝集成,Microsoft 引领着可缩放、可访问的量子计算之路。

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探索 Microsoft Quantum 堆栈

构建真正可缩放的量子计算机涉及为拓扑量子设备创建原材料、制造冷电子设备和制冷系统以及开发整体基础结构。Microsoft Quantum 堆栈提供了对量子计算机进行编程所需的一切,包括控制系统、软件、开发工具和 Azure 服务。

开发工具

Quantum 开发工具包是一套企业级工具,用于构建、调试和优化量子应用和算法

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Azure Quantum 是 Microsoft 和合作伙伴提供的开放式量子技术生态系统,开发人员、企业和研究人员能够借助它大规模构建和部署量子计算解决方案。

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操作和控制

运行时层是量子计算机的固件和操作系统。它在维护计算机状态的同时执行量子算法,在并行实时环境中操作控制系统,并与外界通信。

控制层向纳米级设备发送信号并从该设备接收信号。Microsoft 方法使用经典集成电路在标准芯片无法工作的低温下运行,并采用可处理超导状态下信号的布线。集成了整个基础结构(包括冷却系统)以实现可伸缩性。

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设备和材料

Microsoft 在全球设有几个专用于制造量子设备的实验室,该设备的工作温度比外太空最外层的温度低近 200 倍。基础结构支持这些设备的高效装载、布线和冷却,从而支持快速原型设计、特征设计和探索。

拓扑量子比特用于自动保护其保存和处理的信息。与传统的量子比特相比,拓扑量子比特可显著提升性能,增加稳定性,减少所需的总体量子比特数,并使可伸缩性成为可能。

为了实现真正可缩放的量子系统,Microsoft 创建了制造拓扑量子设备所必需的原材料。Microsoft 增加了专门的纳米线,用于制造量子比特,并使用集成电路制造技术创建具有奇异拓扑属性的原子级薄导电层。

创建量子计算机的物理

Microsoft 数十年来一直在进行基础量子物理学研究,以加速量子计算革命。Microsoft 方法专注于通过马约拉纳费米子(理论上被认为是它们自己的反粒子)的拓扑量子计算,这有望生成快速且稳定的量子比特。理论上的突破引领着实验物理学的突破,并促使可缩放量子计算不断向前迈进。

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