利用這一全面的系統(tǒng)，研究人員可以以前所未有的規(guī)模、速度和精準度，在化學和材料科學領域獲取進展。

規(guī)模：科學家可以理解產(chǎn)品生產(chǎn)所需的復雜反應，尋找新的候選方案，并優(yōu)化整個生產(chǎn)過程。例如，科學家現(xiàn)在可以使用 Azure Quantum Elements 在5萬個基本步驟組成的復雜反應中探索150萬個潛在配置。早期采用者已經(jīng)利用這種「規(guī)模化」來尋找用于日常產(chǎn)品的更可持續(xù)替代品，或針對創(chuàng)新場景開發(fā)全新產(chǎn)品。

速度：Azure Quantum Elements 集成了微軟專門用于化學領域的 AI 模型加速模擬。我們基于人工智能的突破性技術開發(fā)了這些模型，通過數(shù)百萬個化學和材料數(shù)據(jù)點進行訓練。Copilot 理解人類的語言，Azure Quantum Elements 則可以理解自然界的語言——化學。

精準：如今，科學家正在使用獨特的人工智能模型和高性能計算規(guī)模來運行比以往更精準的模擬。Azure Quantum Elements 還整合了經(jīng)典計算和量子計算，為實現(xiàn)更高的模擬準確性提供了通路。未來，科學家相信量子超級計算機將能夠實現(xiàn)比現(xiàn)在高100倍的化學設計預測準確性。

巴斯夫（BASF）、阿克蘇諾貝爾（AkzoNobel）、艾斯本（AspenTech）、莊信萬豐（Johnson Matthey）、SCGC 和1910 Genetics 等行業(yè)創(chuàng)新者已經(jīng)采用了 Azure Quantum Elements 來改進研發(fā)工作。幾周后，Azure Quantum Elements 將發(fā)布私人預覽版，讓更多人加入「加速科學洞見」的行列。

AzureQuantum的智能副駕

Azure Quantum 中的智能副駕幫助科學家使用自然語言推理復雜的化學和材料科學問題。

借助這一智能副駕，科學家可以通過云超級計算、先進人工智能和量子技術完成復雜任務，并與現(xiàn)有工具進行整合。它可以生成底層計算和模擬、查詢和可視化數(shù)據(jù)、獲取復雜概念的指導性答案。正如微軟其它產(chǎn)品中的 Copilot 一樣，改變軟件開發(fā)、提高生產(chǎn)力和搜索能力。我們的愿景是通過 Azure Quantum 中的 Copilot 來改變和加速科學洞見，創(chuàng)建更安全和可持續(xù)的產(chǎn)品，加速藥物研發(fā)，乃至解決全球性的緊迫挑戰(zhàn)。

Copilot 還可以幫助人們了解量子計算，并為現(xiàn)有的量子計算機編寫代碼。它提供了一個完全集成的、基于瀏覽器的體驗，內置了代碼編輯器、量子模擬器和無縫的代碼編譯，可以免費試用。Copilot 將使復雜的事物變得更易于管理，助力更多人探索量子、化學和材料科學，并將這些變革性領域更加緊密地聯(lián)系在一起。

微軟量子超級計算機路線圖

當組織能夠利用量子超級計算機精準設計新的化學品和材料時，這將意味著最終突破的到來。我們的行業(yè)將會經(jīng)歷類似于20世紀經(jīng)典超級計算機的發(fā)展軌跡。從真空管到晶體管，再到集成電路，基礎技術的進步將帶來規(guī)模和影響上的提升。

隨著微軟在量子超級計算上的進展，量子硬件將分為三個量子計算實現(xiàn)級別：

第一級 - 基礎級：在噪聲物理量子比特上運行的量子系統(tǒng)，包括當今的噪聲中間規(guī)模量子（NISQ）計算機。

第二級 - 韌性級：在可靠的邏輯量子比特上運行的量子系統(tǒng)。

第三級 - 規(guī)模級：可以解決現(xiàn)如今最強大的超級計算機也無法解決的問題，實現(xiàn)量子超級計算機。

要達到規(guī)模級，需要基礎物理學上的突破。微軟已經(jīng)實現(xiàn)了這一突破，并在美國物理學會的期刊上發(fā)表了經(jīng)同行評審的數(shù)據(jù)。

這意味著微軟已經(jīng)實現(xiàn)了通往量子超級計算機的第一個里程碑。我們現(xiàn)在能夠創(chuàng)建和控制馬約拉納準粒子。憑借這一成就，我們正在向構建一種新的受硬件保護的量子比特的目標邁進。有了它，我們可以設計出可靠的邏輯量子比特，達到韌性級，并逐步進展至規(guī)模級。

量子超級計算機將能夠解決經(jīng)典計算機無法解決的問題，并能夠擴展以解決世界上最復雜的問題。為了實現(xiàn)這一目標，它必須具備高性能和可靠性?？蛻粜枰私饬孔酉到y(tǒng)在解決實際問題方面的能力，從機器到網(wǎng)絡開銷都是需考量的范疇。這就是為什么衡量超級計算機不能僅僅依靠物理或邏輯量子比特的計數(shù)。

為了解超級計算機的性能，我們需要一種新的度量標準。因此，我們提供了可靠的每秒量子操作數(shù)（rQOPS）的度量標準，它衡量了在一秒鐘內可以執(zhí)行多少個可靠操作。該標準考慮到整個系統(tǒng)的性能，而不僅僅是量子比特的性能，因此可以確保算法能夠正確運行。

量子計算領域尚未超越 NISQ 時代，因此，當今的量子計算機都處于第一級，并且其可靠的每秒量子操作數(shù)（rQOPS）為零。第一臺量子超級計算機將至少需要100萬的 rQOPS，并且將擴展到超過10億的量級，以解決具有重大影響的化學和材料科學問題。

共同加速科學創(chuàng)見

任何創(chuàng)新技術的出現(xiàn)，都需要持續(xù)規(guī)劃并減輕風險。微軟的人工智能基本原則同樣適用于量子領域。在開發(fā) Azure Quantum Elements 這樣的新服務、設計我們的第一臺量子超級計算機時，微軟將采用更嚴格的措施，并在整個過程中納入反饋意見。

微軟也正在為量子安全的未來做準備。微軟擁有全面的計劃，確保我們的所有服務保持安全，并與客戶和行業(yè)合作伙伴一起支持這一重要的轉變。

我們面臨著巨大的機遇?？茖W家和企業(yè)將革新日常產(chǎn)品的基礎，引領創(chuàng)新和經(jīng)濟增長的新時代。我們期待共同努力，將未來250年的化學和材料科學發(fā)展提前至未來的25年之內。