微軟計劃在十年內建造量子超級電腦
微軟的技術發展亮點
微軟於最近公佈了他們建造自己的量子超級電腦的路線圖。該公司的研究人員多年來一直致力於開發拓撲位元（topological qubits）。雖然還有許多中間的裏程碑需要達成，但微軟高級量子開發副總裁 Krysta Svore 表示公司相信使用這些位元在不到十年的時間內就能建造出一臺每秒可執行一百萬個可靠量子操作的量子超級電腦。這是微軟引入的一個新的衡量標準，意在推動整個行業超越當前的噪音中間規模量子(NISQ)計算時代。Svore 表示："我們考慮的是幾年的時間，而不是幾十年的時間。" 去年微軟宣布實現了一項重大突破，他們的團隊首次展示了建立瑪約拉納（Majorana）位元的能力。 瑪約拉納位元具有非常穩定的特性（尤其是與傳統技術相比），但製造過程非常困難。微軟在這項技術上下了早期的賭注，如今在首次宣布這一裏程碑的一年後，該團隊正在發表一篇新的同行評審論文（發表在美國物理學會的《物理評論》物理 B 版），以證實他們確實實現了這個建造量子超級電腦的首個裏程碑。技術的發展挑戰
微軟表示他們當前處於基礎實施階段。他們已經擁有了噪音中間規模的量子計算機，這些計算機基於實體位元構建，但尚不夠可靠，無法在科學或商業行業中實用和有優勢地進行一些有用的操作。微軟希望在下一個階段能夠擁有具有容錯能力的量子計算機。為此，他們需要的是一臺每秒可執行一百萬次可靠量子運算並且故障率不超過一萬分之一的量子電腦。現在的下一步是開發受硬體保護的位元，Svore 表示團隊在這方面取得了重大進展。這些位元尺寸小（邊長小於 10 微米），並且能夠在不到一微秒的時間內進行一次位元運算。之後，團隊計劃研究怎樣使這些位元紡織在一起，實現一個稱為"纏結"的過程，這是自 2000 年代初以來一直被討論研究（主要作為一個理論）。從那時起，我們還要建造一個更小的多位元系統並展示一個完整的量子系統。這顯然是一個富有雄心的路線圖，鑑於微軟達成第一個裏程碑所花費的時間，我們將不得不等待並看看該團隊能否成功執行。與 IBM、IonQ 及其他公司的類似目標相比，他們使用的是更成熟的建造方法，我們現在正處於一個相對於噪音中間規模量子計算時代的競爭中。置於量子計算的賭注
除了公佈其路線圖外，微軟還宣布了 Azure Quantum Elements，這是一個結合高效能計算、人工智慧和量子計算的平臺，可加速科學發現的程式。此外他們還宣布了 Azure Quantum 的 Copilot，這是一個特訓的 AI 模型，可以幫助科學家（和學生）生成與量子相關的計算和模擬模型。微軟對開發量子計算抱有很大期望，並且在這個領域投入了大量資源。儘管存在著技術和理論上的挑戰，但量子計算的發展有望為科學研究和未來的科技提供革命性的突破和創新。對未來的展望與建議
量子計算的潛力與挑戰
量子計算作為一項前沿技術，在科學研究、人工智慧、生物醫學等領域具有巨大的潛力。它能夠在很短的時間內處理複雜問題和大資料運算，並且可以攻破當前傳統計算無法解決的問題。然而量子計算也面臨著巨大的技術和理論挑戰。持續投資研究與創新
微軟的投資將推動整個行業在量子計算領域的發展。對於學術界、科學家和私營企業來說這是一個難得的機會。我們需要持續投資於研究和創新，積極探索量子計算的潛力和應用，讓我們能夠充分利用這項技術為人類的發展和進步做出貢獻。重視倫理和安全問題
隨著量子計算的發展，我們需要關注相關的倫理和安全問題。量子計算擁有破解傳統加密算法的潛力，這將對我們的資料安全和隱私產生重大影響。同時我們也需要思考和討論量子計算對社會、倫理和法律方面的影響，以確保我們能夠在科技的發展中保持平衡和可持續的進步。加固國際合作和共享資源
量子計算是一個全球性的挑戰，需要全球範圍內的合作和共享資源。各國政府、企業和學術機構應該加固合作，共同解決量子計算面臨的技術問題、安全挑戰和應用問題。透過合作，我們可以更快地實現量子計算的商業化應用，推動量子計算的發展，並帶來更多的創新和改變。結論
微軟的計劃在未來十年內建造量子超級電腦顯示了他們對量子計算技術的信心和重視。這將推動量子計算領域的發展，為未來的科學研究和科技創新帶來重大的突破和效益。然而我們也需要意識到量子計算的挑戰和問題，並持續投資於研究和創新，以實現量子計算的商業化和廣泛應用。同時我們還需要關注相關的倫理、安全和社會問題，確保科技的發展符合人類社會的價值和利益。透過國際合作和共享資源，我們可以更快地實現量子計算的商業化應用，並為人類的未來帶來更多的創新和改變。Quantum computing-微軟,量子超級電腦,技術發展,科學研究,未來科技
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