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Azure

Microsoft 量子機器

我們正在設計一部 Quantum 機器,以協助解決人類所面臨的許多最艱難的問題。

我們即將實現大規模量子運算

能支援解決人類所面臨的許多最艱困問題的 Quantum 機器,最終需要至少 100 萬個穩定量子位元,可以執行 1 quintillion 的作業,同時最多只會犯下一個錯誤。Microsoft 採用獨特的方法,設計這種具有新類型量子位元 (拓撲量子位元) 的機器。從理論上說,它會比任何其他目前為止所設計的量子位元更穩定,這表示這台量子機器會小到能塞到櫃子中,而速度又快到能夠在數天到數週中解決問題。我們最近物理上的突破消除了主要的障礙,並確認我們的方向正確,即將實現大規模量子運算。

Microsoft Quantum Machine

使用雲端擴展量子運算的規模

Azure 可讓大規模的量子運算變成事實,然後順暢地將它深厚的優勢交付給客戶。雖然我們獨特的拓撲量子位元設計可大幅增強 Microsoft 量子機器的容錯能力,但仍需要進階軟體和強大的運算能力,才能保持機器穩定運作。

我們的量子機器會和 Azure 中的 P 級傳統運算整合,並能夠處理每秒超過 10 100 – TB 的量子運算和傳統運算之間的頻寬。在量子電腦的每一個邏輯時鐘迴圈中,都會與傳統電腦互動,以保持量子電腦"運作",並產生可靠的輸出解決方案。這種類型的規模需要雲端,使得 Azure 成為關鍵啟用要素,也讓我們的策略脫穎而出,因為我們可在全世界實現大規模量子運算。

一個人在大型機器上使用電線
一台有許多電線和線圈的大型金色機器

建置拓撲量子位元

這些年,Microsoft 已製作自己的微調、Transmon、Gatemon 和其他類型的量子位元,最終發現它們不適合擴展。我們於是改為開始設計拓撲量子位元。該旅程的第一步需要有重大的物理突破,即拓撲超導階段及其附隨之 Majorana 零模式的產生。

既然獨立專家已驗證了我們的資料,我們即將設計出全世界第一個拓撲量子位元,這是有可能符合大規模量子運算所需準則的唯一已知設計。

Criteria for scale: Fast, small and controllable.

縮放準則

實體量子位元必須小於 10 Micron,這樣信用卡晶片上才能容納 100 萬個量子位元,從而實現實際尺寸的單一模組機器。

快速

量子位元的速度必須夠快,讓每個作業可以在不到 1 微秒內發生,因此問題可以在幾週內解決,而不是數十年或好幾世紀。

可控制

量子位元必須由數位電壓脈衝控制,以確保具有數百萬次電壓脈衝的機器不易於出錯。

我們才剛起步

我們建立大規模量子機器的方法短期而言會面臨較多挑戰,但長期而言卻是最有望成功的。我們的重大物理突破驗證了該方法,而且我們依然確信我們朝正確的方向前進。我們期待在全世界實現大規模量子運算,並讓科學家因此有能力解決我們世界所面臨的許多更重要的挑戰。

中央有孔的大型銀色機器,可檢視內部的電線和線圈