量子計算機
北京時間11月21日消息，據《紐約時報》報道稱，微軟投入大量資金和工程資源，嘗試開發量子計算機，它可以處理一些復雜的任務，這些任務是當前數字計算機無法處理的。
在科幻小說中，我們時常會看到量子計算機，它的性能超級強大，現在科技界對量子計算機的出現越來越樂觀。如果量子計算機真的可以投入使用，許多行業都會受到影響，比如藥物設計、AI，我們對現代物理也會有更深入的理解。
微軟已經決定跳出純粹的研究，投入巨額資金開發量子計算機原型產品，與眾多科技巨頭一起競爭，比如谷歌和IBM。
量子物理世界是一個獨特的世界，微軟的進入方式與競爭對手有些不同。微軟的方法是以“任意子（anyons）”作為基礎的，“任意子”是一種粒子，物理學家說它以2D形式存在，微軟用“任意子”組建超級計算機模塊，如此一來就可以利用亞原子的物理屬性。
研究人員深知，要開發出可以真正使用的量子計算機還有很大的挑戰，在基本物理層還有問題需要解決，研究人員還要開發新軟件挖掘量子設備的潛能，量子計算機與今天的數字系統運行方式不同。
傳統晶體管可以在任何時候開或者關，開與關分別代表1或者0，量子位不同，它可以以“疊加”形式存在，也就是說同時以兩種狀態存在。如果量子位彼此纏繞，就可以代表龐大的數值。按照最可能的設想，量子計算機將會由海量量子組成。
2005年，微軟開始研究量子計算技術，當時它悄悄開設了一個名叫“Station Q”的實驗室，領導者是數字家邁克爾·弗里德曼（Michael Freedman）。
微軟現在已經相信，公司離“設計基本量子建造塊”的目標足夠近了，微軟工程經理托德·赫爾曼達爾（Todd Holmdahl）表示，開發完整的計算機，微軟已經準備就緒了。在過去幾年里，赫爾曼達爾負責過許多不同的項目，包括Xbox視頻游戲機、HoloLens AR系統。赫爾曼達爾說：“當我們解決了第一個量子的問題，我們就制定了藍圖，它可以引導我們以更直接的方式解決萬千上個量子的問題。”
讓量子計算機執行實用的計算真的有可能嗎？物理學家、計算機科學家存在分歧。在一些研究項目中，研究人員試圖用不同的材料和設計創建量子。微軟選擇的是拓撲量子計算。今年，三名科學家獲得諾貝爾物理學獎，他們的研究認為粒子也許可以以2D形式存在，微軟的方法正是以此作為基礎的。
赫爾曼達爾的研究團隊陣容強大，包括荷蘭代爾夫特理工大學物理學家Leo Kouwenhoven、哥本哈根大學物理學家查爾斯·M·馬庫斯（Charles M. Marcus）、悉尼大學物理學家David Reilly、E.T.H. Zurich大學物理學家Matthias Troyer。最近，微軟成立了人工智能與研究團隊（Artificial Intelligence and Research Group），由哈利·山姆（Harry Shum）領導，團隊成立之后沒多久這些物理學家都加入了微軟，成為新團隊的一部分。
微軟物理學家表示，在過去2年里，科學研究取得了進步，科學家越來越有信心，他們認為微軟可以創造出更穩定的量子，正因如此，微軟才會做出決定開發拓撲量子計算機。
馬庫斯說：“將半導體與超導體結合在一起，這就是配方的秘訣。”最近研究人員取得突破，他們已經可以控制形成量子的材料。研究人員使用多種方法彼此競爭，核心問題在于將量子計算機溫度降至絕對零度。
開發算法，用在量子計算機上，讓它可以解決問題，解決問題的速度比現有數字計算機快；目前這樣的算法相當少。在早期研究中，肖爾算法（Shor’s algorithm）相當有名，從中我們看到了希望：未來量子計算可以用于破解密碼。
一旦研究成功，世界將會發生劇變，因為現代電子商務是建筑在加密系統之上的，這套系統用傳統數字計算機幾乎無法破解。除此之外，我們還可以通過量子計算機以更快的速度搜索數據庫，執行機器學習算法，計算機視覺技術與語音識別技術的發展離不開機器學習。
最開始時，量子計算機主要還是用作物理研究工具。1982年，物理學家費曼（Richard P. Feynman）曾經表示：“用量子計算機解決量子物理學問題，這是我的一個夢想。”
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