Microsoft Quantum 在 Maryland 开设研究中心,支持 DARPA 量子计算测试。

一年前，微软量子部门承诺在马里兰州建立一个量子研究中心。该设施现已在马里兰州Discovery District开放，公司通过新的研究和培训伙伴关系进一步扩展了其承诺。

随着人工智能和量子技术的进步加速科学发现，整合人才、技能、基础设施和执行力的能力变得越来越重要。微软与马里兰州的合作重点是创建一个环境，使新想法能够更迅速地从研究转化为实施。

在州长韦斯·摩尔(Wes Moore)的"量子之都"倡议的支持下，马里兰州收购并翻新了Discovery Center。微软随后与马里兰大学(UMD)和"量子之都"倡议合作，在该空间内设计了一个占地15,000平方英尺的量子研究中心。在过去一年里，这次合作建立了微软专有研究的专属区域、DARPA拓扑系统和未来原型的空间、合作伙伴公司的实验室和办公室，以及以社区为重点的培训实验室。该设施能够支持量子研究、合作伙伴整合、劳动力开发和政府参与。

合作伙伴空间支持不同类型的合作关系。开发量子技术的公司可以与微软合作，将其机器或组件与微软量子平台整合，而开发者和最终用户可以与微软合作，了解该平台如何影响他们的任务。这种集成设计帮助微软支持合作伙伴扩展其技术，加速量子计算对客户的影响。

**微软向DARPA的交付**

微软正在设计实用规模的量子计算机——这些系统需要解决超出经典计算机能力范围的具有真实价值的问题。DARPA是理想的合作伙伴，因为其测试和评估团队在整个计算堆栈中拥有专业知识，从硬件和控制到软件和应用。DARPA将能够完全访问微软在该地点的最新拓扑系统。

这次交付遵循了微软第二代拓扑量子计算芯片Majorana 2的公告发布，该芯片使用新的材料栈，用铅取代铝以提高性能。提供系统供独立测试是评估公司大规模、经济相关量子计算机方法的重要一步。

微软是首批进入DARPA"实用规模量子计算的未充分探索系统"项目最终阶段的公司之一，该项目是DARPA更广泛的量子基准测试倡议的一部分。评估工作汇集了美国空军研究实验室、约翰霍普金斯大学应用物理实验室以及包括洛斯阿拉莫斯、橡树岭、劳伦兹伯克利和劳伦兹利弗莫尔在内的国家实验室。马里兰州的投资和当地人才为联邦合作提供了与微软硬件的直接互动点。

**边做边学**

微软的研究中心将设有一个量子硬件制造空间，行业、学术界和政府可以在这里合作开发新的动手量子培训方法。微软的初期合作伙伴包括AMD、Bluefors、Intel、IQM、费米国家加速器实验室(Fermilab)、Riverlane和Quantum Motion，他们的集体贡献将使学习者能够获得真实硬件及其背后的专业知识。学生、研究人员、教育工作者和从其他领域进入量子领域的人将与社区专家一起从事开放式项目。

微软相信这些动手体验对于与马里兰大学和其他社区合作伙伴一起培训下一代至关重要。公司与费米实验室的工作超出了培训范围：微软正在合作扩大量子控制技术在各种硬件平台上的适用性。同时，微软正与马里兰大学合作探索如何将费米实验室的量子仪器控制工具包(QICK)等工具纳入教育。

与主要专注于理论或软件的量子教育工作不同，该倡议强调量子硬件堆栈中的体验式学习。参与者将通过决定哪些设计值得构建、确定要测量的内容以及排除意外结果的故障来培养批判性思维能力。他们将组装零件，从量子和计算领域的领先公司创建小规模但真实的量子计算机。随着人工智能扩展可以探索的范围，执行力和关于构建内容的直觉将比以往任何时候都更重要。微软的目标是让在马里兰州开创的经验、教育内容和协作模式成为量子硬件劳动力开发的可扩展框架。

**培育基于测量的量子社区**

微软是基于测量的量子计算的世界领导者，该公司将这种方法视为大型有用机器的推动者。在过去的18年里，微软一直在解决量子信息科学中最困难的问题，在拓扑量子计算、量子纠错、新的原子材料栈和基于测量的计算中产生了影响。当测量结果决定接下来发生什么时，它们的速度和保真度成为计算机架构的一部分，形成了可以使用的纠错代码以及如何验证计算是否完成了预期功能的方式。

微软正在启动一个年度研讨会系列，以进一步加速这个跨越多种量子比特类型的研究社区，目标是推动测量速度和准确性的极限，同时为基于测量的计算开发新的纠错代码和验证与确认协议。

该公司还将在马里兰大学资助量子博士后职位，以支持大学教师和微软量子部门共同感兴趣领域的研究。这些承诺使公司能够与马里兰州的研究人员开发新想法，并将微软的合作扩展到该中心已在进行的工作之外。

**构建世界的计算机**

微软构建世界的计算机，公司正在将相同的模型带入量子领域，在整个计算堆栈中纳入合作伙伴技术，就像在其云计算机中所做的那样。目标很容易说但很难做到：通过由最终用户、公司、大学、非营利组织和政府机构组成的生态系统，在有用量子计算之旅的每个阶段为客户提供最佳的量子计算机、高性能计算和人工智能。

微软量子平台涵盖开发工具，通过Azure中用于量子计算机的实时操作系统，支持不同的量子比特技术。这种共享的软件和基础设施帮助合作伙伴的机器更快地扩展，同时允许研究人员围绕客户最苛刻的工作负载共同设计系统——这与先开发硬件然后确定它可能服务的应用形成对比。

与Atom Computing合作，微软正在将其平台的量子纠错技术应用于中性原子，以构建世界上最强大的量子计算机。第一台机器Magne计划拥有50个逻辑量子比特，定于2027年初由丹麦QuNorth公司运营。微软量子开发工具包(包含在平台中)为量子编程、错误纠正、化学和其他应用提供面向开发者的工具。其最新补充是一个私有预览分析库：一个新兴的量子算法和数据科学工具集合，用于高级分析和大规模数据分析。

**科学的步伐正在改变**

人工智能正在改变可以追求的问题范围。例如，微软量子团队现在可以在一周内探索硬件架构，而以前这需要一年或更长时间来分析。能够在提交设计前比较更多替代方案改变了可能发生的事情，但它也使与实验基础设施的联系变得更加重要——能够将有前景的架构转化为可以构建和测量的人员和设备现在是必不可少的。

微软Discovery是企业代理人工智能研发平台，公司向美国能源部"创世纪任务"投资6000万美元，这些是加速科学的互补工作。这个机会超出了个别研究团队的范围，涵盖能够将这些新工具与有效使用它们所需的技能、基础设施和执行速度相结合的地方。

马里兰州展示了当州政府投资、大学人才、联邦专业知识和行业朝着共同目标努力时，在一年内可以建成的成果。利益相关者必须保持这种伙伴关系的适应性，开发新的合作方式，以适应技术变化。马里兰州已确立自己是量子计算想法可以通过合作构思、测试和实施的地方。