在量子計算的戰場，微軟能靠編程語言再次奪取競爭優勢嗎？

計算的曆史表明，如果一家公司為新的計算平台提供了第一種流行的編程語言，那麼該公司將對這一新平台擁有巨大的影響力。

42年前的夏天，當時隻有兩個人的微軟推出了自己的第一款產品：為Altair 8800（首批取得成功的個人計算機之一）開發的一個BASIC編程語言版本。

現在，微軟已經是龐然大物。該公司重拾其最初的策略，希望在另一場技術革命中獲取競爭優勢。這場技術革命就是量子計算機，利用量子力學的奇異之處來處理數據。

實用的量子計算機還不存在，在量子硬件研發方麵，微軟落後於競爭對手穀歌和IBM。但在9月25日為其企業客戶舉行的一次會議上，微軟宣布將推出一種專門為量子計算機設計的新型編程語言。

微軟CEO薩蒂亞·納德拉（Satya Nadella）說，這項技術將“有助於解決我們麵對的一些重大挑戰”。他表示，量子計算機將使能源和醫療取得突破性進展。

薩蒂亞·納德拉（Satya Nadella）

量子計算機旨在利用顛覆傳統規則的量子效應來實現強大的計算能力。位是最小的數據單位。在傳統計算機中，位要麼是1，要麼是0。而在量子計算機中，位既是0又是1，因此可以在進行複雜計算時走捷徑。傳統超級計算機需要花費數百萬年才能解決的一些問題，普通的量子計算機可能隻用幾分鍾就能完成。

在那次會議上，納德拉把量子計算稱為對微軟未來至關重要的三項新興技術之一。另外兩項技術是人工智能（微軟已經開始大力投資）和增強現實（微軟發布了HoloLens頭顯）。

納德拉2014年接掌帥印以來加大了微軟對雲計算的投入，微軟在這方麵的業務規模僅次於亞馬遜，並且發展勢頭喜人。他設想在將來的某一天推出量子計算機，與微軟的傳統雲服務器相配合，把它們租給那些進行化學模擬和開發機器學習軟件的公司使用。研究人員認為，量子技術將首先在這兩個領域得以被駕馭利用。

穀歌量子計算機概念圖

微軟的競爭對手IBM和穀歌，甚至還有一些初創公司，已經打造並測試了為數不多的量子位，它是量子計算機的基本信息模塊。他們利用在超低溫下運行的超導金屬電路製造量子位。

微軟已經花費12年時間開發另一項量子位技術，但尚未取得成功。這項技術的原理是操控名為馬約拉納費米子的亞原子粒子。物理學家還在學習如何可靠地探測和控製這種粒子。

為了展示微軟的成果，納德拉把該公司的兩位實驗物理學家請到了台上。這兩位科學家研究如何馴服馬約拉納費米子的問題，其中之一是荷蘭代爾夫特理工大學的雷奧·考恩霍文（Leo Kouwenhoven），他把一塊手掌大小的電路板交給納德拉。考恩霍文試圖在這種電路板上，利用半導體納米線來控製馬約拉納費米子。

“我們希望你每天都想著馬約拉納費米子，”他對納德拉說。納德拉顯得非常興奮，把這款設備比作第一個晶體管。

雷奧·考恩霍文（Leo Kouwenhoven）

納德拉和微軟其他高管對微軟在量子硬件方麵的發展前景非常樂觀。還沒人研製出實用的量子計算機，因為量子位所依賴的量子效應很不穩定，很容易出錯。微軟押寶馬約拉納費米子驅動的量子位，因為理論顯示馬約拉納費米子更加可靠。該項目的負責人預測，一旦他們有了可運行的量子位，就能很快超越穀歌等競爭對手。

不管量子計算機采取什麼形式，想要從中牟利的話，都必須說服開發者為量子計算機編寫程序，跟傳統計算機的情形一樣。微軟表示，希望開發者現在就開始了解量子算法，思索殺手級量子應用，做好迎接量子硬件的準備。

微軟新的量子編程語言將通過該公司的Visual Studio工具包提供。Visual Studio可用來為Windows和其他平台開發桌麵和移動應用。這種編程語言利用了Visual Studio幫助開發者追蹤代碼不同部分和避免漏洞的功能。微軟還計劃提供在本地計算機或雲端模擬量子位集合的工具，讓開發者有地方來測試他們的量子代碼。

計算的曆史表明，如果一家公司為新的計算平台提供了第一種流行的編程語言，那麼該公司將對這一新平台擁有巨大的影響力。

“在互聯網誕生之初，Netscape公司的Javascript大受歡迎，因為它是市麵上第一種網絡編程語言，”研究編程語言的賓夕法尼亞大學教授史蒂夫·澤丹斯維克（Steve Zdancewic）說，“這也適用於量子計算。贏先機者得天下。”

在量子硬件麵世之前，微軟能擁有多大的影響力尚未可知。澤丹斯維克說，關於量子計算編程語言的運行機製，還有很多未解決的問題，比如幫助程序員處理量子技術的奇異特性和局限性。他的研究團隊設計了一種名叫Qwire的量子編程語言，其他學術團隊也開發了自己的編程語言。

想稱霸量子計算領域的不止微軟一家。IBM也試圖在量子計算機真正問世之前，讓開發者為量子計算機編寫程序。該公司已經將自己的一些量子芯片原型連上互聯網供開發者試用，並且提供了一個基於Python編程語言的軟件開發工具包。獲得大量融資的初創公司Rigetti Computing也采取類似策略，推出了Forest開發工具包。

翻譯：於波

來源：Wired

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