微軟進(jìn)軍量子計(jì)算機(jī) 年底公布全新語(yǔ)言模擬器

　　近日微軟公司宣稱(chēng)將開(kāi)始下一個(gè)大動(dòng)作：量子計(jì)算機(jī)。今年年底，微軟公司計(jì)劃公布一種全新的量子計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，以及一種量子計(jì)算機(jī)模擬器。借助這些新技術(shù)，研發(fā)人員將能夠研發(fā)和測(cè)試執(zhí)行量子運(yùn)算的量子程序。

　　量子運(yùn)算使用了疊加和糾纏等量子特征執(zhí)行運(yùn)算。傳統(tǒng)數(shù)字計(jì)算機(jī)由二進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成(0或1)，而量子計(jì)算機(jī)是由量子比特構(gòu)成。量子比特在某種程度上能夠同時(shí)代表0和1(也就是所謂的量子疊加)。量子比特代表多重?cái)?shù)值的能力讓量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。

　　傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)由邏輯閘構(gòu)建，這種晶體管組合能夠以各種方式組合數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算，但是這種構(gòu)造對(duì)于編寫(xiě)程序的人來(lái)說(shuō)大部分是看不見(jiàn)的。程序和算法并非按照邏輯閘進(jìn)行編寫(xiě)的，而是使用了更高水平的概念。目前的量子算法在某種程度上對(duì)于電子工程師來(lái)說(shuō)更熟悉，而非軟件工程師。因?yàn)榱孔铀惴ㄍǔ４砹肆孔踊芈?，而不是更常用的程序語(yǔ)言概念。

　　微軟公司的量子計(jì)算機(jī)語(yǔ)言為編程量子計(jì)算機(jī)提供了更讓人熟悉的樣式，它借用了C#、Python和F#語(yǔ)言基礎(chǔ)。研發(fā)人員仍然需要使用和了解量子邏輯閘以及它們的運(yùn)作，但是他們?nèi)匀豢梢允褂盟鼈兙帉?xiě)程序。

　　量子計(jì)算機(jī)語(yǔ)言正逐漸融入到開(kāi)發(fā)工具當(dāng)中，這意味著它不僅支持色彩編碼，也支持調(diào)試等其它開(kāi)發(fā)功能。由于量子計(jì)算機(jī)現(xiàn)在還相當(dāng)罕見(jiàn)，因此微軟公司也計(jì)劃公布兩種量子模擬器版本，一種能夠在本地運(yùn)行，一種能夠在Azure云平臺(tái)運(yùn)行。這些模擬器將能夠運(yùn)行量子程序，并且提供一些可比得上傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具的調(diào)試體驗(yàn)。

　　從長(zhǎng)期角度來(lái)說(shuō)，微軟的野心是要在一臺(tái)真正的量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行量子程序，而且微軟正在致力于量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)。微軟公司正在探索一種拓?fù)淞孔颖忍氐难芯?。這是非常吸引人的，因?yàn)樗鼈兡軌驇椭覀兘鉀Q量子計(jì)算機(jī)常見(jiàn)的難題。量子態(tài)是非常微妙的，而且量子噪音會(huì)給運(yùn)算帶來(lái)錯(cuò)誤。但是拓?fù)淞孔颖忍啬軌蛱砑拥剿惴ㄖ行拚@種噪音。

　　微軟公司在研發(fā)量子計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)程序的同時(shí)，也在探索一種所謂的量子抵抗加密算法。這種算法的設(shè)計(jì)是為了在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，但是即使是在大型量子計(jì)算機(jī)時(shí)代也能保護(hù)系統(tǒng)安全。但是將這些算法研發(fā)出來(lái)，并且完成驗(yàn)證后進(jìn)行廣泛傳播還需要很多年。

　　幸運(yùn)的是，量子計(jì)算機(jī)的時(shí)代很可能還需要許多年才會(huì)到來(lái)?，F(xiàn)在，微軟公司正在為它的量子計(jì)算機(jī)預(yù)演做著準(zhǔn)備。這場(chǎng)使用量子模擬器和量子編程語(yǔ)言的預(yù)演即將在年底之前進(jìn)行。微軟公司還將公布教程和函數(shù)庫(kù)來(lái)幫助研發(fā)人員熟悉量子計(jì)算機(jī)。