微軟今天宣布了利用該公司研究人員多年來一直致力於研究的拓撲量子位來構建自己的量子超級計算機的路線圖。仍有許多中間里程碑有待實現，但微軟高級量子開發副總裁Krysta Svore 告訴我們，該公司相信，使用這些量子位構建一台能夠執行以下任務的量子超級計算機將需要不到十年的時間，最終獲得可靠的每秒一百萬次量子操作。

這是微軟推出的一項新衡量標準，因為整個行業的目標是超越當前嘈雜的中規模量子(NISQ) 計算時代。

“我們以幾年而不是幾十年來考慮我們的路線圖和量子超級計算機的時間，”斯沃爾說。

去年，微軟宣布了一項重大突破，其團隊首次強調了其創建基於馬約拉納的量子位的能力。馬約拉納量子位的優點是非常穩定（特別是與傳統技術相比），但它們也極難創建。微軟很早就對這項技術下了賭注，現在，在首次宣布這一里程碑一年後，該團隊正在發表一篇新的同行評審論文（在美國物理學會的物理評論B 中），證明它確實已經在它通往量子超級計算機的道路。為了達到這一點，微軟展示了比一年前首次宣布這項工作時更多的設備和更多的數據的結果。

“今天，我們確實處於基礎實施水平，”斯沃爾說。我們有嘈雜的中型量子機。它們是圍繞物理量子位構建的，而且還不夠可靠，無法做一些實用且有利的事情。用於科學或商業行業。作為一個行業，我們需要達到的下一個水平是彈性水平。我們不僅需要能夠使用物理量子位進行操作，而且還需要將這些物理量子位放入糾錯碼中，並將它們用作一個單元來充當邏輯量子位。” Svore 認為，要達到這一點，需要一台量子計算機能夠每秒執行一百萬次可靠的量子操作，並且失敗率為萬億分之一。

現在的下一步是構建受硬件保護的量子位——Svore 表示，該團隊在構建這些量子位的工作中正在取得巨大進展。這些量子位很小（一側小於10 微米）並且速度足夠快，可以在不到一微秒的時間內執行一個量子位操作。之後，該團隊計劃致力於糾纏這些量子位，並通過一種稱為“編織”的過程來操作它們，這個概念至少從2000 年代初就已經被討論過（主要作為理論）。從那裡開始，微軟將構建一個更小的多量子位系統並演示一個完整的量子系統。

這顯然是一個雄心勃勃的路線圖，考慮到微軟花了多長時間才實現第一個里程碑，我們需要耐心等待團隊現在的執行情況。IBM、IonQ 和其他公司的目標都是類似的結果，但更傾向使用更成熟的方法來構建量子位，也就是說，我們現在正處於一場超越NISQ 時代的軍備競賽。

除了分享其路線圖外，微軟今天還宣布了Azure Quantum Elements，這是其通過結合高性能計算、人工智能和量子來加速科學發現的平台，以及Azure Quantum 的Copilot，這是一種經過專門訓練的人工智能模型，可以幫助科學家（ 和學生）生成與量子相關的計算和模擬。