微软宣布通过Majorana 1芯片在量子计算领域取得重大突破

（AI云资讯消息）微软认为其在量子计算领域取得了关键性突破，这将释放量子计算机解决工业规模问题的潜力。这家软件巨头历时17年开展了一项研究项目，旨在为量子计算创造新材料和架构，并推出了基于这一新架构的首款量子处理器——Majorana 1芯片。

量子计算机的核心是量子比特（qubit），这是量子计算中的信息单位，类似于当今计算机使用的二进制位。多年来，IBM、微软和谷歌等公司一直在努力使量子比特像二进制位一样可靠，因为量子比特更加脆弱，对噪声非常敏感，容易产生错误或导致数据丢失。

Majorana 1芯片有潜力将一百万个量子比特集成到一块芯片上，而这块芯片的大小与台式电脑和服务器中的CPU相差无几。微软在这款新芯片中并未使用电子进行计算，而是采用了理论物理学家埃托雷·马约拉纳（Ettore Majorana）于1937年提出的马约拉纳粒子。微软通过创造一种被称为世界首个拓扑导体的新材料实现了这一里程碑。这种材料不仅能观测还能控制马约拉纳粒子，从而制造出更可靠的量子比特。

微软在今日发表于《自然》杂志的一篇经过同行评审的论文中概述了其研究成果，解释了其研究人员是如何成功制造出拓扑量子比特的。微软协助研发出了一种由砷化铟和铝制成的新材料，并在一块芯片上放置了八个拓扑量子比特，希望最终能够扩展到 100 万个。

一块拥有一百万个量子比特的芯片可以执行更为精确的模拟，有助于加深对自然界的理解，并在医学和材料科学领域取得突破。多年来，这一直是量子计算的承诺，而微软相信其拓扑导体（或称拓扑超导体）将是下一个重大突破。

微软量子部门企业副总裁祖尔菲·阿拉姆（Zulfi Alam）表示：“我们的领导团队在过去17年里一直在推进这个项目。这是公司历史上持续时间最长的研究项目。经过17年的努力，我们展示的成果不仅令人难以置信，而且真实可靠。它们将从根本上重新定义量子计算下一阶段的发展路径。”

阿拉姆此前曾参与HoloLens项目，并负责制造技术，这些技术为微软推动量子计算发展提供了助力。微软的量子计算团队由研究人员、科学家和微软技术院士组成，他们多年来一直致力于基于拓扑量子比特打造可扩展量子计算机的工作。

微软技术研究员切坦·奈亚克（Chetan Nayak）表示：“我们退后一步，思考‘好吧，让我们为量子时代发明晶体管。它需要具备哪些特性？’这正是我们取得进展的关键——我们新材料堆栈中的特定组合、质量以及重要细节，促成了一种新型量子比特的诞生，并最终构建了我们的整个架构。”

美国国防高级研究计划局（DARPA）现已选定微软作为两家公司之一，进入其实用规模量子计算未充分探索系统（US2QC）项目的最终阶段。微软将基于拓扑量子比特，在几年内，而非几十年内构建一台容错原型量子计算机。

纳亚克表示：“一台百万量子比特的量子计算机不只是一个里程碑，更是解决世界诸多难题的一道大门。我们通往实用量子计算的路径清晰可见。基础技术已得到验证，我们相信我们的架构具备可扩展性。我们与DARPA的新协议表明，我们将坚定不移地朝着目标迈进：打造一台能够推动科学发现并解决重要问题的机器。”