怎样才能解决未来量子计算的挑战?微软开发了一款应用程序，现在世界各地的开发者也可以使用它了。
该应用程序被称为Azure量子资源估算器。这是一款软件工具，最初是为微软内部使用而开发的。该工具已经在指导该公司开发全栈量子计算机，现在它还可以帮助外部开发人员计算出在合理的时间内执行给定量子算法需要多少计算能力。
这是一个关键问题，因为用于经典计算的准则不一定适用于量子前沿。与经典计算机不同的是，量子计算机利用的是一个量子比特(更著名的叫法是量子位)可以同时表示1和0的环境。
在解决特定类型的问题时，量子方法比标准的二进制计算方法要有效得多:例如，优化网络，或者弄清楚如何设计合成分子来执行特定的化学任务。
微软量子软件部门的杰出工程师兼副总裁Krysta Svore告诉GeekWire:“例如，我们将能够研究如何帮助清除大气中的有害气体。”
“十年前，我们认为量子计算机需要10亿年的运行时间，”斯沃尔说。“这真的是漫长的等待。但在过去的十年里，我们已经能够把这个时间缩短到一个月在量子计算机上的运行时间……使用的正是资源估计器，这个工具，来了解算法的成本。我们也能够相应地重新设计我们的硬件。”
这里有一点问题:资源估算器用作基线的那种量子计算机还不存在。“我们已经发现，这些量子机器要运行我们认为具有实际量子优势的问题，将需要至少100万个量子比特，”斯沃尔说。
就在上周，IBM发布了其最大的量子处理器，它仅仅由433个量子位组成。IBM的目标是到2025年将其系统扩展到超过4000个量子比特，而D-Wave systems计划在2023-2024年推出7000个量子比特的退火量子计算机。即使是这些机器也远远达不到斯沃尔和她在微软的同事们所设想的能力。
斯沃尔承认:“要达到一台拥有超过100万个物理量子比特的量子机器，需要数年的时间。”但她指出，要深入了解量子计算的应用还需要数年时间。“所以我们确实需要做好准备，”她说。
这就是资源估计器派上用场的地方，特别是在开发人员混合了经典方法和量子方法以提出混合方法来解决问题的情况下。
“这是了解混合动力的一个很好的工具，”Svore说。“我将经典计算和量子计算结合在一起。每个的成本是多少?当量子计算能够实现比经典计算更快的速度时，就需要使用它。所以你要比较经典加经典和经典加量子。这是实现这类研究的工具。”
根据量子位的数量、纠错方案的类型和其他参数，估计器大致告诉您在不同的计算场景中执行给定算法所需的处理时间。
斯沃尔说，这个估计器可以向软件开发人员展示如何对量子算法进行调整，从而提高运行时间。她说:“在微软，我们也一直在使用该工具开发机器的底层架构，以了解什么样的机器甚至可以实现这些算法。”该工具支持微软的观点，即基于拓扑的量子机器“将实现所需的扩展，”sore说。
使用评估器过程的第一步包括设置Azure帐户和创建Azure Quantum工作空间。然后，您可以按照量子资源估计介绍中概述的程序进行操作。
Zapata Computing公司的量子软件工程师Michal Stechly在微软的一篇博客文章中说，这个估计器“很容易使用”。
“集成过程很简单，结果既提供了对错误纠正新手有帮助的高级概述，也为专家提供了详细的分解，”Stechly说。“对于任何致力于容错量子算法的人来说，资源估计都应该是管道的一部分。”
早在1964年，诺贝尔奖得主物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)就有一句名言:“我想我可以有把握地说，没有人理解量子力学。”现在有了一个“易于使用”的量子计算工具，这一事实可能预示着从那时起事情已经取得了多大的进展。
