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2018/11/14 10:37

纳德拉:微软的目标是在量子计算的圣杯战争中击出第一个本垒打

C114通信网  北山

C114讯 11月14日消息(北山)四十三年前,保罗·艾伦(Paul Allen)与比尔·盖茨(Bill Gates)共同创立的Micro-Soft公司发售了他的第一款产品——Altair 8800。随后,乘着数字化浪潮,在世纪更迭转换之际,微软凭借6000亿美元的市值,成为当之无愧的全球第一大市值公司。

然而,伴随着移动互联网时代的来临,微软的股价也变得一蹶不振,收购诺基亚以失败告终,Windows Phone后继无力失败,社交业务毫无建树完败,再加上PC业务的时代性衰退。到了2014年初,微软的市值已经不足3000亿美元,不到辉煌时期的一半。这位年逾四十的互联网巨头,似乎已走向暮年。

然而在这时临危受命,仅三年就带领微软完成U型大逆转超越谷歌市值的正是目前访华中的微软现任CEO——塞特亚·纳德拉(Satya Nadella)。在“一个微软”理念的带领下,纳德拉积极倡导“移动为先,云为先”的战略,从策略到文化大刀阔斧改革微软。据《西雅图时报》报道,今年3月份已有超过2200名旧员工重返微软,可谓是“凤凰涅槃浴火重生”。

重生的微软和“圣杯”追逐之路

云服务与AI不仅仅是带领微软脱离泥沼、卷土重来的良驹,更是他战略眼光和预见力的体现。对纳德拉而言,AI更是塑造未来的关键技术之一,他在《Hit Refresh: The Quest to Rediscover Microsoft's Soul and Imagine a Better Future for Everyone ( Harper Collins, 2017 ) 》一书中,他将人工智能、混合现实和量子计算定位为对微软未来至关重要的三项新兴技术。他设想有一天会将量子计算机与微软的传统云服务整合起来,让业务“并行”发展。 

被CEO耽误的作家

尽管通用量子计算机仍不存在,在明面上,微软在量子硬件开发方面也落后于老对手GoogleIBM,甚至是某些初创公司,都已经构建并测试了自己的量子计算机。

但纳德拉表示,微软已经花了13年时间研究量子比特和一些备选技术,尽管仍未能够投入商用。但微软的研究人员一直致力于编写软件来构建可扩展的量子计算机,如果一切顺利,“微软有信心在五年内拥有一台这样的可扩展超级计算机”。届时不仅将助人类解决清洁能源、全球变暖、材料设计等领域的问题,或许也能够为我们揭示宇宙的终极奥秘。

在GeekWire 2017峰会上,纳德拉在演讲中说:“我们的确还处于早期研发阶段,因为微软采取了(与其他科技公司)完全不同的方向和方法。我们计划打造的并不是一个普通的量子计算机。”他解释说其基础是控制马约拉那粒子(Majorana粒子是一种费米子,它的反粒子就是它本身)使其能够执行运算。“我们的目标是多用途的通用量子计算机,因为这才是真正值得争求的东西。”

关于量子计算,纳德拉认为它有点像科技行业的“圣杯”,虽已发展多年,但必须要在材料科学和编程技术领域实现根本性进步才能掌握这项技术。而且它与传统计算采用0和1的二进制不同,量子计算可以用多种形态呈现数据,因而大幅提升开发者的处理能力。

“目前市面上的确已经有了一些量子计算机,但从量子比特数量和质量上来看,它们仍然是小型的、初级的非通用量子计算机,我们正在努力寻找(创造)更好的量子比特,”微软Quantum-Redmond (QuArC) 小组负责人说,“我们需要的是全球范围的通力合作,一起努力进行量子研究。”

微软量子计算项目首席研究经理Krysta Svore表示,“我们正在研究构建量子计算机的五年时间框架,为此我们需要大约100-200个具有低错误率的量子比特。”

之前有业内专家预测量子计算将需要大约10年时间才能成为现实,但微软相信“它”更具有理论和研究优势,可以实现“五年”的目标,让量子计算成为Azure云的一部分,这也是微软的额外优势:它的量子系统可以与其高度安全的Azure云无缝衔接。

我们的质量比竞争对手更突出

这个“它”被称为“天使粒子”的马约拉那粒子,正是拓扑量子计算机的核心。

对于那些仅使用最低精确度的物理量子比特的研究人员来说,大约需要1000个物理量子比特才能组成一个“逻辑”量子比特(logical qubit),再通过逻辑量子比特来编程,继而放在量子计算机上运行,由真正的物理量子比特来执行操作。

但这种“普通的量子计算机”的问题在于,量子比特非常挑剔。即便是最轻微的扰乱,它们也会受到干扰,产生局部噪音,继而导致量子退相干,不再是可用于计算的物理状态。这也是为何Google、IBM的超导量子计算机需要运行在接近绝对零度(约-273摄氏度)的容器里。尽管如此,当量子比特数量增加到一定程度的时候,这些粒子会变得更加“敏感”,更容易出错。

而拓扑量子比特则不同,它是通过基本粒子的拓扑位置和拓扑运动来处理信息的。无论外界的干扰怎么蹂躏它的运动路径,只要它还是连续变化,就是拓扑等价的同一物体。因此,微软量子项目的领导者预测,一旦他们掌握了有效的量子比特,他们就可以迅速超越Google、IBM等竞争对手。

微软副总裁陶德·霍尔姆达尔(Todd Holmdahl)曾在采访中说到,“如果说竞争对手的量子计算机能够运行需要连接一百万个量子比特的话,我们的量子计算机只需要1000个。这就是微软量子比特的质量。”

微软也是唯一一家押宝拓扑量子计算机的科技公司,这是因为业界认为“天使粒子”目前仅存在与理论之中,微软物理学家仍在学习如何可靠地检测和控制拓扑量子比特。

尽管如此,纳德拉和其他微软高管对他们在量子硬件方面的前景持乐观态度,霍尔姆达尔在今年一月宣布,微软已经“十分接近”实现这一突破,一旦成功,不仅是微软的重要时刻,这也是“科学的重要时刻。”

Iginte 2017上,荷兰实验物理学家Leo Kouwenhoven展示了可以收集马约拉那粒子的半导体,纳德拉将其比作量子计算机的首个“晶体管”

在量子竞赛中挥出第一个“本垒打”

无论量子计算机采用何种形式,都需要令人信服的程序员为设备编写代码,就像使用传统计算机一样。

微软的Q#编程语言正是为了帮助程序员熟悉量子算法并开始考虑量子杀手应用程序,从而为未来的硬件做好准备。

该语言利用Visual Studio的功能,帮助程序员测试、跟踪代码的不同部分,并避免错误。微软还提供工具,允许开发人员在他们的计算机或云中模拟量子比特,以便测试他们的量子代码。

计算历史表明,公司可以通过提供第一种流行语言,在新的计算平台上获得有用的影响力。宾夕法尼亚大学的编程语言研究教授Steve Zdancewic说。“量子计算也会发生同样的情况,谁拥有第一个算法语言,谁就能打出本垒打主宰整个生态系统。”

纳德拉在其《Hit Refresh》一书中同样阐述了微软在量子技术研究方面的进程和未来计划,他表示,“在微软,我们将通过我们独特的拓扑粒子实现真正的量子革命。”

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