微軟的量子開發工具包正式登錄 macOS 與 Linux

03-04

其量子模擬器的速度也提高了 4～5 倍。

去年 12 月，微軟推出了一款全新的量子開發工具包和量子計算機語言：Q#。

而微軟最近推出的升級包將意味著 macOS 與 Linux 的用戶也可以使用這些量子計算開發工具了。如今，Q# 語言和微軟的量子模擬器都將支持 Windows、macOS 以及 Linux 這三大 PC 操作系統。

與第一版量子模擬器相比，最新的這版實現了 4～5 倍的提速。對於 20 量子比特以上的模擬來說，速度提升尤為顯著。

此外，此工具包所使用的量子代碼庫以及例子也將被歸於一個開源許可證下（這些在上個版本里僅被分享），賦予整個社區對其進行修改和擴展的能力。

此版本與其他代碼庫之間的互通性也得到了提高：微軟正在為支持 Python 而努力著。在 Windows 的版本中，這款新工具包提供了 Python 兼容的預覽，讓 Q# 程序可以調用 Python 代碼，反之亦然。

微軟的量子模擬器的主要目的就是幫助開發者理解並開發量子程序。它分為兩部分，一小部分安裝在用戶的本地電腦中；另一部分，也是絕大部分位於雲端。量子模擬器可以讓用戶觀察量子狀態，這是一個在現實世界中不可能實現的功能。眾所周知，觀察量子狀態將導致其波函數的坍塌。該模擬器也可以測量量子程序的可擴展性以及性能概況。

不過，也有很多量子模擬器無法做到的事，比如進行大規模的量子計算。因為其內存與計算力的需求會隨著被模擬的量子比特的數量一同增長：32 量子比特將需要 32GB 的內存，在這個基礎上每加一個量子比特，就會使內存的需求翻倍。

這款模擬器可以被看作是微軟的量子硬體的先導產品。微軟的量子計算是圍繞著拓撲量子比特展開的。與其他量子計算技術相比，拓撲量子比特的優勢在於它的可靠性。雖然微軟的系統會與其他量子計算機一樣，也需要保持在絕對零度附近才能工作。但與其他系統相比，它將需要極少的量子比特來進行錯誤檢查和糾正。

目前，微軟並沒有任何真實的拓撲量子計算機，但是據微軟量子計算副總裁 Todd Holmdahl 表示，他相信將在年底前推出一個真正可用的量子比特。作為其量子計算戰略的一部分，微軟也在納米級別的 3D 列印——一種量子計算生產技術上，進行了大量的投資。只要它們能生產出第一個量子比特，之後的第二、三、四……應該就可以迅速擴展開了。