本文为2519字，建议阅读6分钟，微软用量子计算机，生成式人工智能，指数级加速化学、材料科学新发现
今天，微软宣布了针对云量子计算Azure Quantum的新进展，旨在强力加速科学发现。
理解自然并非易事。对于分子最复杂的量子态的精确计算，仅100个电子的能量状态的数量就可能超过可见宇宙中的原子数量。
现在，随着新一代AI的出现，世界上最先进的AI模型正在与我们的通用用户界面——自然语言——以及自然界的基础语言——化学——结合，开启了科学发现的新时代。这只是我们为更大的转变做准备的第一步：量子超级计算。
微软愿景——创新者可以开始在Azure Quantum中试验世界上最好的量子硬件，并准备在量子超级计算成为现实时解决更复杂的问题。我们正迅速接近科学家和企业能够解决以前无法解决的问题，以解锁增长和人类进步的关键时刻。
微软在Azure Quantum中引入了三项进步，以实现这一愿景。
1.Azure Quantum Elements（微软云量子元素）
Azure Quantum Elements通过整合高性能计算（HPC）、人工智能和量子计算的最新突破，加速科学发现。
使用Azure Quantum Elements，科学家和产品开发人员可以：
—通过加速研发流程，更快地将创新产品推向市场，从而减少影响时间和成本，一些客户从项目启动到解决方案的速度从六个月加速到一周。
—大幅增加新材料的搜索空间，有可能从数千个候选者扩大到数千万个。
—将某些化学模拟的速度提高500,000倍，这就像将一年压缩到一分钟。
—通过今天使用AI和HPC解决量子化学问题，同时试验现有的量子硬件，并在未来优先获取微软的量子超级计算机，为扩展量子计算做好准备。
使用这个全面的系统，研究人员可以在化学和材料科学方面取得前所未有的规模、速度和准确性的进步。
规模。科学家可以理解生产产品所需的复杂反应，找到新的候选者，并优化整个过程。例如，科学家现在可以使用Azure Quantum Elements来探索由50,000个基本步骤组成的复杂反应中的150万个潜在配置。早期采用者已经在这个巨大的规模上找到了更可持续的替代品，用于许多日常产品，或者完全新的产品，用于创新的场景。
速度。Azure Quantum Elements通过整合微软专门为化学开发的AI模型，加速了模拟。我们基于与生成性AI相同的突破性技术开发了这些模型。虽然Copilot理解人类的语言，但Azure Quantum Elements也理解自然的语言——化学。
准确性。今天，科学家正在使用独特的AI模型和HPC规模来进行以前无法达到的高精度模拟。Azure Quantum Elements还整合了经典和量子计算，为更高的模拟精度提供了一个入口。在未来，科学家相信量子超级计算机将能够以100倍的精度进行预测性化学设计。
全球化学跨国巨头包括BASF（巴斯夫）、AkzoNobel（阿克苏诺贝尔公司）、AspenTech（艾斯本技术）、Johnson Matthey（庄信万丰）、SCGC（SCG化学公司）和1910 Genetics（计算生物公司）在内的行业创新者已经采用了Azure Quantum Elements来改变他们的研发，今天，其他人可以加入他们。Azure Quantum Elements将在几周内提供私人预览
您可以今天就报名了解更多（报名网址https://smt.microsoft.com/AQEPrivatePreviewSignup/）。各位可以通过下面的视频了解一下
2.微软云量子计算Azure Quantum中的Copilot（副驾驶）
Azure Quantum中的Copilot帮助科学家使用自然语言来解决复杂的化学和材料科学问题。
使用Azure Quantum中的Copilot，科学家可以在云超级计算、先进AI和量子的基础上完成复杂的任务，所有这些都与他们今天使用的工具集成在一起。它可以生成底层的计算和模拟，查询和可视化数据，并帮助获取对复杂概念的指导性答案。就像在其他微软产品中的Copilot正在改变软件开发、生产力和搜索一样，微软的目标是让Azure Quantum中的Copilot改变和加速科学发现——无论是创造更安全、更可持续的产品，加速药物发现，还是解决地球上最紧迫的挑战。
Copilot还帮助人们了解量子计算并为今天的量子计算机编写代码。它提供了一个完全集成的、基于浏览器的体验，内置代码编辑器、量子模拟器和无缝代码编译。我们设计它是为了使复杂的事情更易管理，并帮助任何人探索量子、化学和材料科学，同时将这些变革性的领域更紧密地结合在一起。
感兴趣的同学今天就来试试吧（网址https://quantum.microsoft.com/en-us/experience/quantum-coding）。
3.微软的量子超级计算机路线图
当组织能够准确地设计新的化学品和材料时，最终的奇点将会到来。我们的行业将遵循20世纪经典超级计算机的类似路径。从真空管，到晶体管，到集成电路，底层技术的进步将使规模和影响成为可能。
量子硬件将分为三类量子计算实现级别：
级别1 - 基础：运行在噪声物理量子比特上的量子系统，包括所有今天的噪声中间规模量子（NISQ）计算机。
级别2 - 稳健：运行在可靠逻辑量子比特上的量子系统。
级别3 - 规模：量子超级计算机，可以解决即使是最强大的超级计算机也无法解决的有影响力的问题
要达到规模，需要一个基础物理的突破。微软已经实现了这个突破，并今天在美国物理学会的一份期刊PRB中发布了经过同行评审的数据。
看到这里我心里蹦两字：wocao（论文网址https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.107.245423），回头待我详读这个论文，再来解释
这意味着微软已经实现了迈向量子超级计算机的第一个里程碑。现在可以创建和控制Majorana马约拉纳准粒子。有了这个成就，微软正在向工程化新的硬件保护量子比特迈进。有了它，就可以工程化可靠的逻辑量子比特，达到稳健级别，然后进一步达到规模。
量子超级计算机将能够解决在经典计算机上无法解决的问题，并扩展到解决我们世界上最复杂的问题。为了做到这一点，它必须既有性能又可靠。客户需要了解一个量子系统解决实际问题的能力，从机器到网络开销。这就是为什么衡量一个超级计算机不能只是计算物理或逻辑量子比特。
为了理解一个超级计算机的性能，我们的行业需要一个新的度量。为此，微软提供了度量单位reliable Quantum Operations Per Second——可靠的量子操作每秒（rQOPS）的度量，它衡量了在一秒钟内可以执行多少可靠的操作。它考虑了整个系统的性能，而不仅仅是量子比特的性能，所以可以保证算法将正确运行。
量子计算机行业还没有从NISQ时代过渡，因此，今天的量子计算机都处于级别1，rQOPS为零。第一台量子超级计算机将需要至少100万rQOPS，并将扩展到超过10亿，以解决有影响力的化学和材料科学问题。
结束语
共同加速科学发现
我们面前的机会是巨大的。科学家和企业将革新日常产品的基础构件，开启创新和经济增长的新时代。一起，我们可以将未来250年的化学和材料科学压缩到未来25年。
微软CEO Satya Nadella马上还将发布虚拟简报会，主题是"加速科学发现"，将分享更多关于Azure Quantum Elements有关信息、Azure Quantum中的Copilot，以及我们的量子超级计算机路线图的信息。后续我将持续跟进，就这一个主题持续更新
微软为了实现超级量子计算机的物理突破论文有54页，需要的可以私信我
微软放大招👇👇