微软重拳加码量子芯片，挖走高通一层楼的人

2018年微软研究员对马约拉纳费米子（Majorana fermions，是一种费米子，反粒子是其本身）的再发现（因为美籍华裔物理学家张首晟2017年已经发现马约拉纳费米子，所以此处表述为再发现）又使微软在量子计算之路上走得更远：荷兰代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）的微软研究员成功地在半导体和超导体材料组成的线缆中生成了马约拉纳费米子。

▲马约拉纳费米子（Majorana Fermions）

微软表示，将进一步将费米子转化为量子，并希望在今年年底实现这一目标，在5年内向其他企业提供可用的量子计算机。

2018年的Microsoft Build大会上，微软副总裁、量子计算部门的负责人Todd Holmdahl进一步透露微软的量子计算机规划——微软将在五年内造出第一台拥有100个拓扑量子比特的量子计算机，并且将其整合到微软云Azure当中。

将量子计算整合进微软云的规划在微软组织结构调整中也有体现。

今年年初，微软做出重大组织调整：将量子计算项目转移到了与其Azure云计算服务相关的硬件团队，并任命硬件高管Todd Holmdahl（托德·霍尔姆达尔）负责这个项目。

这一调整表明了微软计划将量子计算应用于Azure相关业务的战略决心。

“我们认为，量子可能会是我们这一代人最重大的技术，”霍尔姆达尔2017年12月接受采访时表示。“它可以解决过去无法解决的很多问题。”

为了更好地完成已公之于众的量子计算机规划，2018年9月，微软在丹麦Lyngby建立了一个新的量子材料实验室，该实验室的任务是生产用于构建第一台可扩展量子计算机的物理部件。

基于这个实验室，来自哥本哈根大学，丹麦技术大学和微软的工程师和研究人员将构建量子处理的核心量子比特。量子比特是量子信息的计量单位，用来描述信号的可能状态，其测量值接近绝对零度，量子态只允许读取一次且任何轻微误差都可能破坏其中包含的信息，所以极难测量。

据报道，一位知情人士表示，微软每年投入数以亿计的美元为量子计算机打造硬件和软件；另一位熟悉微软内情的人称，这个数字每年接近10亿美元。近期的一份文件显示，2018年微软全公司的研发费用达到147亿美元。

巨头的量子争霸战

巨头们自然不会放过量子计算这块兵家必争之地，英特尔、谷歌、IBM、微软以及中国的BAT都纷纷入局。

这场战争2015年就正式打响了，布局量子芯片者有之，布局量子计算机者有之，布局云端平台者有之。

就在刚刚过去的2018华为全联接大会上，华为推出了HiQ量子计算模拟器与编程框架。

芯片巨头英特尔于2017年成功测试17位量子超导计算芯片，并于2018年的CES上高调宣布已经成功设计、制造和交付49量子比特（量子位）的超导测试芯片Tangle Lake。

谷歌也当仁不让，于2018年3月公布了其72比特的量子芯片Bristlecone，并基于这款芯片开始了72位量子计算机的测试。

▲谷歌72位量子比特处理器Bristlecone

IBM则宣扬量子计算即服务（QCaaS），推出云端平台，并于2016年向开发者和研究人员开放能够处理超大数据的第一代量子处理器，以此为未来的商业化服务热身。2017年年底，IBM又推出第二代云端量子处理器，第二代处理器分为两款，第一款拥有16个量子比特，能够在云端加快处理速度；第二款的处理能力较第一款再增加一倍，并已设计为商用模型。IBM也于2017年11月对外宣布成功构建出50个量子比特原型机，并于三个月后的IBM Inaugural Index开发者大会上对外展示了这款原型机及其内部结构图。

国内BAT三家也已经全体进军量子计算领域，其中声势最大的是阿里。

阿里2013年就入局研究量子通信、2015年与中科院联合成立量子实验室、2018年的云栖大会上达摩院院长张建锋宣布开始研发超导量子芯片和量子计算系统。

相较而言，微软则扑朔迷离得多，自2016年宣布计划斥巨资开发量子计算机的原型产品后，公共场合再没有任何原型机相关宣传。

和谷歌、IBM选择超导回路这一量子技术不同，微软采用了完全不同的量子计算构建元件——“拓扑量子比特”——作为硬件堆栈基础。拓扑量子比特据称更为强大且易于构建起大规模系统——这意味着能应用于真实世界，而非单纯适用于实验室环境。

▲不同量子流派

因而，从一开始微软所希冀的就不是单纯的技术项目，而是量子计算的商用，这一愿景也应和了微软计划将量子计算机整合进Azure的布局。虽然IBM已经率先打造出QCaaS服务，不过其本质上更像是个实验环境，2017年末推出的量子计算编程语言Q#则使微软在QCaaS服务的战场上还有更大机会——提供基于Azure的QCaaS服务，同时配备更多具备通用性的量子计算功能。

结语：量子计算商用未来可期

虽然通用的量子计算机还前路漫漫，但专用的量子计算芯片则前路可期。

量子计算发展到2018年，已经不再仅限于留在实验室：谷歌和微软等科技巨头开始显露商业野心，纷纷表明，量子计算正在从纯粹的科学转变为工程建造。

商用量子计算对社会带来的变革将是不可计量的，不仅可以用来解决从饥饿到气候等全球社会面临的最棘手的问题，还可以用于加速新药研制、破解密码安全系统、设计新材料等等。

当然，还有翘首以待的AI临点与超级人工智能。