Microsoft Azure Quantumเป็น แพลตฟอร์ม การประมวลผลควอนตัมบนคลาวด์ สาธารณะ ที่พัฒนาโดยMicrosoftซึ่งนำเสนอฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และโซลูชันควอนตัมสำหรับนักพัฒนาเพื่อสร้างแอปพลิเคชันควอนตัม^{[ 1 ] [ 2 ]}รองรับสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่หลากหลายจากพันธมิตร ได้แก่Quantinuum , IonQและAtom Computing [ ^{3 ] เพื่อ}เรียกใช้แอปพลิเคชันบนแพลตฟอร์มคลาวด์ Microsoft ได้พัฒนาภาษาการเขียนโปรแกรมควอนตัมQ# ^{[ 4 ]}

Azure Quantum ยังมีแพลตฟอร์มสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์Azure Quantum Elementsซึ่งใช้ปัญญาประดิษฐ์การประมวลผลประสิทธิภาพสูงและโปรเซสเซอร์ควอนตัมในการจำลองโมเลกุลและการคำนวณในเคมีเชิงคำนวณและวิทยาศาสตร์วัสดุ^{[ 5 ]}

Azure Quantum ได้รับการประกาศครั้งแรกที่Microsoft Igniteในปี 2019 ^{[ 6 ]}แพลตฟอร์มเปิดให้ทดลองใช้งานสาธารณะในปี 2021 ^{[ 1 ]}และ Azure Quantum Elements เปิดตัวในปี 2023 ^{[ 5 ]}

นอกจากพันธมิตรด้านฮาร์ดแวร์บนแพลตฟอร์มแล้ว ไมโครซอฟต์ยังกำลังพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงทอพอ โลยี ที่มีคิวบิตซึ่งทนต่อข้อผิดพลาดโดยธรรมชาติ แนวทางนี้อิงตามอนุภาคกึ่งมาโจรานาซึ่งทำหน้าที่เป็นอนุภาคปฏิของตัวเองและมีประจุและพลังงานเท่ากับศูนย์ ทำให้คิวบิตมีความยืดหยุ่นต่อการรบกวนมากขึ้น^{[ 7 ] [ 8 ]}

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2566 นักวิจัยของ Azure Quantum พบหลักฐานที่สอดคล้องกับการสร้างและการควบคุมอนุภาคกึ่งมาโจรานาสำหรับการคำนวณควอนตัมเชิงทอพอโลยี^{[ 8 ] [ 9 ]}

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2567 ระบบจำลองเสมือนคิวบิตได้สร้างคิวบิตเชิงตรรกะที่พันกัน 24 ตัว ซึ่งเป็นสถิติใหม่ บนโปรเซสเซอร์อะตอมที่เป็นกลาง^{[ 10 ]}งานนี้แสดงให้เห็นถึงการตรวจจับและการแก้ไขข้อผิดพลาดในขณะที่ทำการคำนวณ รวมถึงการสาธิตครั้งแรกที่บันทึกไว้ของการแก้ไขการสูญเสียในระบบอะตอมที่เป็นกลางเชิงพาณิชย์จาก Atom Computing ^{[ 11 ]}

นอกจากนี้ Microsoft ยังได้แนะนำการใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามระดับ ได้แก่ ระดับพื้นฐาน ( คิวบิต ขนาดกลางที่มีสัญญาณรบกวน ) ระดับทนทาน (คิวบิตเชิงตรรกะที่เชื่อถือได้) และระดับขนาดใหญ่ (ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม) ^{[ 7 ] [ 12 ]}

ในปี 2024 ไมโครซอฟต์ได้ประยุกต์ใช้ระบบการจำลองเสมือนคิวบิตกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมไอออนดักจับของควอนตัมเพื่อสร้างคิวบิตเชิงตรรกะ 12 ตัว ซึ่งเป็นคิวบิตเชิงตรรกะที่เชื่อถือได้มากที่สุดเท่าที่เคยมีมาในขณะนั้น^{[ 13 ]}งานนี้สร้างขึ้นบนพื้นฐานของการสาธิตก่อนหน้านี้ที่บรรลุอัตราข้อผิดพลาดที่ดีกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมเดียวกันที่ไม่มีการจำลองเสมือนถึง 800 เท่า^{[ 13 ] [ 14 ]}

Microsoft และ Photonic ยังได้ทำการเทเลพอร์ตเกต CNOT ระหว่างคิวบิตที่แยกจากกันทางกายภาพด้วยระยะ 40 เมตร งานนี้ยืนยันการพัวพันควอนตัมระยะไกลระหว่าง T-center ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับการสื่อสารควอนตัมระยะไกล^{[ 15 ]}

ในปี 2025 ไมโครซอฟต์รายงานการสร้างMajorana 1 [ ^{16 ] ซึ่ง}เป็นชิปควอนตัมตัวแรกของโลกที่ขับเคลื่อนด้วยสถาปัตยกรรมแกนโทโพโลยี งานนี้ได้สร้างวัสดุประเภทใหม่ที่เรียกว่าโทโพคอนดักเตอร์ ซึ่งใช้สภาพนำยิ่งยวดโทโพโลยีในการควบคุมคิวบิตโทโพโลยีที่ได้รับการปกป้องด้วยฮาร์ดแวร์^{[ 16 ] [ 17 ]}การวิจัยใช้วิธีการกำหนดพาริตีของเฟอร์มิออนในโหมดศูนย์ของ Majorana ในช็อตเดียว ซึ่งเป็นการตรวจสอบส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับสถาปัตยกรรมการคำนวณควอนตัมโทโพโลยีขนาดใหญ่ที่ใช้การวัด^{[ 18 ]}

สำหรับแอปพลิเคชันควอนตัม Azure Quantum ได้พัฒนาQ# (การออกเสียง: Q Sharp) ซึ่งเป็น ภาษา การเขียนโปรแกรมควอนตัมและชุดพัฒนาซอฟต์แวร์โอ เพนซอร์ส สำหรับการพัฒนาและการจำลองอัลกอริธึมควอนตัม^{[ 1 ]}

Azure Quantum Resource Estimator จะประเมินทรัพยากรที่จำเป็นในการดำเนินการอัลกอริทึมควอนตัมที่กำหนดบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาด^{[ 19 ]}

ในปี 2023 Azure Quantum Elements ได้เพิ่มMicrosoft Copilotซึ่งเป็น เครื่องมือ โมเดลภาษาขนาดใหญ่ที่ใช้GPT-4เพื่อสอบถามและแสดงภาพข้อมูล เขียนโค้ด และเริ่มต้นการจำลอง^{[ 7 ]}

ในปีเดียวกันนั้น Microsoft ได้พัฒนา Quantum Intermediate Representation (QIR) จากLLVMเป็นอินเทอร์เฟซทั่วไประหว่างภาษาการเขียนโปรแกรมและโปรเซสเซอร์ควอนตัมเป้าหมาย^{[ 20 ]}

นอกจากนี้ Microsoft ยังพัฒนาวิธีการอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพของเกตเพื่อดำเนินการขั้นตอน Trotter ที่เร็วขึ้น ด้วยความซับซ้อนของเกตที่ต่ำลง ทำให้การจำลองควอนตัมมีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดทรัพยากรฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่จำเป็น^{[ 21 ]}

แพลตฟอร์ม Azure Quantum Elements ผสานรวมปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการประมวลผลประสิทธิภาพสูงแบบดั้งเดิมเข้ากับเครื่องมือควอนตัมสำหรับการวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ เคมี และเภสัชกรรม^{[ 22 ]}แพลตฟอร์มนี้ใช้โมเดล AI ที่อิงตามหลักฟิสิกส์และอัลกอริธึมขั้นสูงในการประมวลผลข้อมูลการวิจัยที่ซับซ้อนและสรุปผล^{[ 23 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2567 ไมโครซอฟต์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือได้ใช้ AI และ HPC ในการจำลองและคัดกรองวัสดุตัวเลือกใหม่ 32 ล้านรายการเพื่อพัฒนาวัสดุแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น โครงการร่วมนี้ได้สร้างตัวเลือกวัสดุใหม่ จากนั้นดำเนินการค้นหาแบบเร่งความเร็วสูงในหมู่ตัวเลือกเหล่านั้นเพื่อให้ได้ตัวเลือกที่เหมาะสมเพียงรายการเดียวซึ่งอาจใช้แทนลิเธียมไอออนได้^{[ 24 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2567 ไมโครซอฟต์ได้เปิดตัวเครื่องมือ Generative Chemistry สำหรับ Azure Quantum Elements ซึ่งใช้ AI แบบ Generative ในการระบุโมเลกุลที่เหมาะสมที่จะใช้สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ ไมโครซอฟต์ยังได้เปิดตัวเครื่องมือ Accelerated Density Functional Theory เพื่อจำลองโครงสร้างอิเล็กตรอนของโมเลกุลโดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT) ^{[ 25 ]}

นอกจากนี้ ไมโครซอฟต์ยังใช้คิวบิตเชิงตรรกะสองตัวที่ผสานรวมกับ AI และการประมวลผลประสิทธิภาพสูงบนคลาวด์เพื่อแก้ปัญหาทางเคมีเชิงปฏิบัติ^{[ 26 ]}ตามที่ไมโครซอฟต์ระบุ กรณีศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาที่ผลิตโมเลกุลไครัลนี้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกที่ระบบ HPC, AI และฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกนำมาใช้ร่วมกันเพื่อแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์เฉพาะ^{[ 26 ]}

ในด้านเภสัชกรรม Azure Quantum Elements และแพลตฟอร์ม HPC ได้รับการบูรณาการเข้ากับข้อมูลทางชีววิทยาเชิงคำนวณและห้องปฏิบัติการเปียกของ 1910 Gentetics ระบบอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการที่ขับเคลื่อนด้วยหุ่นยนต์ และโมเดล AI แบบหลายรูปแบบสำหรับการค้นพบยา^{[ 27 ]}

• รายชื่อโปรเซสเซอร์ควอนตัม