Microsoft Azure Quantum és una plataforma de computació quàntica basada en núvol públic desenvolupada per Microsoft, que ofereix maquinari, programari i solucions quàntiques per als desenvolupadors per crear aplicacions quàntiques. Admet diverses arquitectures de maquinari quàntic de socis com Quantinuum, IonQ i Atom Computing. Per executar aplicacions a la plataforma de núvol, Microsoft va desenvolupar el llenguatge de programació quàntica Q#.

Azure Quantum també inclou una plataforma per a la recerca científica, Azure Quantum Elements. Utilitza intel·ligència artificial, computació d'alt rendiment i processadors quàntics per executar simulacions moleculars i càlculs en química computacional i ciència de materials.

Azure Quantum es va anunciar per primera vegada al Microsoft Ignite el 2019. La plataforma es va obrir per a una vista prèvia pública el 2021, i Azure Quantum Elements es va llançar el 2023.

Maquinari A més dels seus socis de maquinari a la plataforma, Microsoft està desenvolupant un ordinador quàntic topològic amb qubits que són inherentment resistents a l'error. L'enfocament es basa en quasipartícules de Majorana, que actuen com la seva pròpia antipartícula i tenen una càrrega i energia iguals a zero, fent que els qubits siguin més resistents a les pertorbacions.

El setembre de 2023, investigadors d'Azure Quantum van trobar proves consistents amb la creació i el control de quasipartícules de Majorana per a la computació quàntica topològica.

El novembre de 2024, el sistema de virtualització de qubits va crear 24 qubits lògics entrellaçats, un nou rècord, en un processador d'àtoms neutres. El treball va demostrar la detecció i correcció d'errors durant la realització de càlculs, inclosa la primera demostració registrada de correcció de pèrdues en un sistema comercial d'àtoms neutres d'Atom Computing.

Microsoft també ha introduït tres nivells d'implementació per a la computació quàntica: fonamental (qubits sorollosos d'escala intermèdia), resilient (qubits lògics fiables) i d'escala (superordinadors quàntics).

El 2024, Microsoft va aplicar un sistema de virtualització de qubits a l'ordinador quàntic d'ions atrapats de Quantinuum per crear 12 qubits lògics, els qubits lògics més fiables registrats fins aleshores. El treball es va basar en una demostració prèvia que va assolir taxes d'error 800 vegades millors que l'assoliment del mateix ordinador quàntic sense virtualització.

Microsoft i Photonic també van realitzar una porta CNOT teletransportada entre qubits separats físicament per 40 metres. El treball va confirmar l'entrellaçament quàntic remot entre centres T, un requisit per a la comunicació quàntica a llarga distància.

El 2025, Microsoft va informar de la creació de Majorana 1, que és el primer xip quàntic del món impulsat per una arquitectura de nucli topològic. El treball va crear una nova classe de materials anomenats topoconductors, que utilitzen la superconductivitat topològica per controlar els qubits topològics protegits per maquinari. La investigació va utilitzar un mètode per determinar la paritat de fermions en els modes zero de Majorana en una sola vegada, validant un ingredient necessari per a les arquitectures de computació quàntica topològica a escala d'utilitat basades en la mesura.

Programari Per a aplicacions quàntiques, Azure Quantum va desenvolupar Q# (pronunciació: Q Sharp), un llenguatge de programació quàntica i un kit de desenvolupament de programari de codi obert per al desenvolupament i la simulació d'algoritmes quàntics.

L'Estimador de Recursos Quàntics d'Azure estima els recursos necessaris per executar un algoritme quàntic determinat en un ordinador quàntic tolerant a errors.

El 2023, Azure Quantum Elements va afegir Microsoft Copilot, una eina de models de llenguatge grans basada en GPT-4 per consultar i visualitzar dades, escriure codi i iniciar simulacions.

El mateix any, Microsoft va desenvolupar Quantum Intermediate Representation (QIR) a partir de LLVM com a interfície comuna entre llenguatges de programació i processadors quàntics de destinació.

Microsoft també va desenvolupar mètodes algorítmics eficients en la porta per realitzar passos de Trotter més ràpids amb una menor complexitat de la porta, permetent simulacions quàntiques eficients que redueixen els recursos de maquinari quàntic necessaris.

Elements quàntics d'Azure La plataforma Azure Quantum Elements combina la intel·ligència artificial (IA) i la computació d'alt rendiment tradicional amb eines quàntiques per a la ciència de materials, la química i la recerca farmacèutica. La plataforma utilitza models d'IA basats en la física i algoritmes avançats per processar dades de recerca complexes i extreure conclusions.

El gener de 2024, Microsoft i el Laboratori Nacional del Pacífic Nord-oest van utilitzar la IA i la HPC per modelar i examinar 32 milions de nous materials candidats per desenvolupar un material de bateria recarregable més eficient. El projecte conjunt va generar nous candidats a materials i després va dur a terme una cerca hiperaccelerada entre ells per trobar un únic candidat adequat que pogués substituir el liti-ió.

El juliol de 2024, Microsoft va llançar una eina de química generativa per a Azure Quantum Elements que utilitza la IA generativa per identificar les molècules adequades per a una aplicació concreta. Microsoft també va llançar una eina de teoria funcional de la densitat accelerada per simular simulacions de l'estructura electrònica d'una molècula mitjançant la teoria funcional de la densitat (DFT).

Microsoft també va utilitzar dos qubits lògics integrats amb IA i computació d'alt rendiment al núvol per resoldre un problema pràctic de química. Segons Microsoft, aquest estudi de cas sobre reaccions catalítiques que produeixen molècules quirals representa la primera vegada que un sistema HPC, IA i maquinari de computació quàntica s'han implementat conjuntament per resoldre un problema científic específic.

En el sector farmacèutic, la plataforma Azure Quantum Elements i HPC es va integrar amb la informació biològica computacional i de laboratori humit de 1910 Gentetics, l'automatització de laboratori impulsada per robòtica i models d'IA multimodals per al descobriment de fàrmacs.

Referències

Categoria:Microsoft Categoria:Mecànica quàntica Categoria:Microprocessadors