微软的Q#量子编程语言现已发布预览版

2022年1月5日整理发布：微软今天发布了一种名为 Q# 的用于量子计算的新编程语言的预览版。这家行业巨头还推出了一个量子模拟器，开发人员可以使用它来测试和调试他们的量子算法。

语言和模拟器于 9 月发布。当时未命名的语言旨在将传统的编程概念——函数、变量和分支，以及带有量子调试器的语法突出的开发环境——引入量子计算，量子计算是迄今为止通过连接逻辑门构建算法的领域。微软希望这些工具选择，连同培训材料和文档，将向不仅仅是物理学家开放量子计算。

鉴于量子计算机仍然很少见，微软已经构建了一个尚未命名的量子模拟器来运行这些量子程序。作为预览版的一部分发布的本地版本可以支持使用多达 32 个量子位 (qubits) 的程序，使用大约 32GB 的 RAM。微软还提供了一个 Azure 版本的模拟器，可扩展到 40 个量子位。

真正的量子计算机使用低温并且仅限于少数量子位。量子位与其环境之间不需要的相互作用意味着有效的量子算法不仅需要用于实际计算的量子位，还需要用于错误检查和检测的额外量子位。微软的目标是使用“拓扑量子位”来构建物理量子计算机，这种量子位更能抵御来自其环境的有害影响，并且今后将需要更少的量子位来完成有用的工作。

Microsoft 预计会对广泛的领域产生兴趣。密码学可能是最著名的——我们信任的许多用于安全在线通信的算法都被足够大的量子计算机彻底打开了。但是在药物设计和催化剂开发等领域的应用可能会更快实现，因为与破解密码学所需的数千个量子比特相比，它们能够利用具有数百个量子比特的小型量子计算机。