微軟進軍量子計算機 年底公布全新語言模擬器

　　近日微軟公司宣稱將開始下一個大動作：量子計算機。今年年底，微軟公司計劃公布一種全新的量子計算機語言，以及一種量子計算機模擬器。借助這些新技術，研發(fā)人員將能夠研發(fā)和測試執(zhí)行量子運算的量子程序。

　　量子運算使用了疊加和糾纏等量子特征執(zhí)行運算。傳統(tǒng)數(shù)字計算機由二進制數(shù)字構成(0或1)，而量子計算機是由量子比特構成。量子比特在某種程度上能夠同時代表0和1(也就是所謂的量子疊加)。量子比特代表多重數(shù)值的能力讓量子計算機的運算能力遠超過傳統(tǒng)計算機。

　　傳統(tǒng)計算機由邏輯閘構建，這種晶體管組合能夠以各種方式組合數(shù)字進行運算，但是這種構造對于編寫程序的人來說大部分是看不見的。程序和算法并非按照邏輯閘進行編寫的，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于電子工程師來說更熟悉，而非軟件工程師。因為量子算法通常代表了量子回路，而不是更常用的程序語言概念。

　　微軟公司的量子計算機語言為編程量子計算機提供了更讓人熟悉的樣式，它借用了C#、Python和F#語言基礎。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作，但是他們仍然可以使用它們編寫程序。

　　量子計算機語言正逐漸融入到開發(fā)工具當中，這意味著它不僅支持色彩編碼，也支持調試等其它開發(fā)功能。由于量子計算機現(xiàn)在還相當罕見，因此微軟公司也計劃公布兩種量子模擬器版本，一種能夠在本地運行，一種能夠在Azure云平臺運行。這些模擬器將能夠運行量子程序，并且提供一些可比得上傳統(tǒng)開發(fā)工具的調試體驗。

　　從長期角度來說，微軟的野心是要在一臺真正的量子計算機上運行量子程序，而且微軟正在致力于量子計算機的研發(fā)。微軟公司正在探索一種拓撲量子比特的研究。這是非常吸引人的，因為它們能夠幫助我們解決量子計算機常見的難題。量子態(tài)是非常微妙的，而且量子噪音會給運算帶來錯誤。但是拓撲量子比特能夠添加到算法中修正這種噪音。

　　微軟公司在研發(fā)量子計算機和量子計算機程序的同時，也在探索一種所謂的量子抵抗加密算法。這種算法的設計是為了在傳統(tǒng)計算機上運行，但是即使是在大型量子計算機時代也能保護系統(tǒng)安全。但是將這些算法研發(fā)出來，并且完成驗證后進行廣泛傳播還需要很多年。

　　幸運的是，量子計算機的時代很可能還需要許多年才會到來?，F(xiàn)在，微軟公司正在為它的量子計算機預演做著準備。這場使用量子模擬器和量子編程語言的預演即將在年底之前進行。微軟公司還將公布教程和函數(shù)庫來幫助研發(fā)人員熟悉量子計算機。