微软发布全新量子芯片,可靠性从12毫秒提升至20秒实现千倍飞跃
财联社6月3日讯(编辑 潇湘) 在本周二于旧金山召开的Build开发者大会上,微软公司正式发布了其首款代码生成模型,以此方式宣告了其大举进军“智能体时代”的战略。与此同时,在量子计算领域方面,微软也公布了一项具有突破性意义的新成果。
微软方面宣称,其最新的Majorana 2量子芯片在可靠性上实现了对上一代产品的显著跃升,这一进展为量子计算机在接下来的三年内着手应对具备商业实用意义的难题,切实铺平了道路。
量子计算的核心在于量子比特(qubits)。尽管它们有望解答既有传统计算机器所无法应对的问题,但也因自身的极度脆弱性与不稳定性而著称。
微软方面表示,其最新Majorana 2量子芯片上的量子比特,平均能够维持其量子状态长达20秒,而在此前的上一代芯片中,量子比特仅能维持不足12毫秒便会消失。
这意味着新芯片实现了超过一千倍的可靠性跃升,这家科技巨头形象地将这种性能上的飞跃描述为,相当于一部每天都需要充电的手机与一部几年才需充一次电的手机之间的区别。
微软量子部门企业副总裁Zulfi Alam声称:"我们将会在2029年拥有一台能够解决商业上具备可行性以及合理性问题的量子计算机器。"
然而,要实现这一目标,仍需经历重大的技术突破。因为那样一台具备商业实用性的量子计算机,其核心硬件需要能够容纳数百万个量子比特。据Alam介绍,当前的Majorana 2芯片仅能容纳12个量子比特。相较于上一代产品的8个量子比特,这一数字虽已有所提升,但距离最终目标仍有显著的差距。
当前阶段,外界针对微软公司所宣称成果的实际评估面临显著困难,这主要是因为该公司并未公开其发现的全部细节,而此举主要基于对商业机密的考虑。由于量子计算技术具备承担当前即便是性能最为强大的传统计算机也难以处理任务的潜力,全球范围内围绕该领域正展开一场激烈的研发竞赛。
此前,微软花费了长达二十年的时间,持续致力于一种被称作"拓扑"(topological)量子计算方法的研究工作。该公司的技术路径基于利用一种名为Majorana粒子的"准粒子"所具备的特性,而这种粒子自20世纪30年代由意大利物理学家Ettore Majorana首次在理论上作出预测以来,便一直仅存在于理论层面之中。
为了实现这一目标,它必须借助一种既非液体、固体,亦非气体这三种常见物质形态的新型物质状态。
萨里大学物理学教授Paul Stevenson就此作出表示,若微软公司的研究成果确实如其所描述的那般,那么该时间规划便是合理的。他提到,微软方面似乎已在可行的拓扑量子比特制造领域取得了飞跃性的进展。如果他们最终获得成功,那么该公司将从行业内尚无量子计算机量产的参与者,一举跃升为制造下一代容错量子计算机竞赛中的重要竞争者。
微软是美国国防部高级研究计划局所推动的量子发展计划之末期参与方之一,该计划旨在"验证和确认该公司的实用级量子计算机概念"。微软方面表示,已把包含商业敏感材料在内的全部数据以及相关工作成果提交给该机构进行评估。
据悉,相较于前代产品,微软自主研发的Majorana 2芯片所呈现的最为显著的变化,在于其采用了全新的材料。尽管谷歌、IBM以及众多其他公司均运用铝制成的超导导线来制造量子芯片,然而微软的芯片则选用了铅这种原子尺寸更大的材料。
微软量子与发现业务执行副总裁Jason Zander就此指出,虽然其团队正在借助AI来尝试改进并加速研究工作的推进,但更换材料这一想法实际上源自人类科学家的构想。
Zander指出,业界之所以不选用这种材料来制造芯片,根本原因在于其加工工艺极为复杂,需要极其专业化的技术才能掌握其中的奥秘。而我们已经成功将其攻克。
量子比特的困境
微软方面所期望的时间规划,揭示了这样一种可能性的存在:该公司的量子计算机将会着手解决那些即便耗费数十年时间也可能难以攻克的问题,例如消除微塑料污染,以及为粮食生产领域研发效能更优的肥料。
Zander指出,他已观察到人类、人工智能以及量子计算机三者协同发挥作用的未来图景。
“如果你想研究如何去除永久性化学物质、清除微塑料这类问题,按照传统路径,如果需要耗费我们15年、20年乃至30年的时间,才能逐步揭示其作用机理并找到解决方案,那么从现实应用的角度来看,这种时间跨度显然过于漫长,”他进一步指出。
我们期望尽可能缩短这一时间周期,因此,若能实现AI与人类之间的协同工作,以此加快进程,缩短时间,那么这无疑是一件好事。所以,我们的目标并非旨在取代人类,而是为人类提供工具,帮助他们加速这一进程,我认为这对社会是有益的。
然而,在推进这一进程的道路上,量子计算所固有的根本性难题始终构成了最大的阻碍。
量子比特本身具有极高的脆弱性,即便是温度的微小变化或轻微的振动,都可能对其产生影响,进而导致错误。如何让它们维持更长时间,是整个量子行业所面临的巨大挑战。
当前,量子计算机领域依然处于早期探索阶段,尽管众多公司正竞相研发可扩展的量子计算机,但迄今为止尚无公认的成熟案例得以实现。
此外,亦有观点指出,当前对于传统计算能力的评判可能存在失之轻率的倾向。谷歌DeepMind联合创始人Demis Hassabis在其近著《无限思维》(The Infinity Mind)一书中便就此观点作出了阐述,他认为:“对于传统计算机所具备的能力极限,目前我们尚未能做出清晰的界定。”
来源:从12毫秒到20秒!微软亮出全新量子芯片:可靠性实现千倍飞跃 | 财联社