2月20日，微軟宣布量子計(jì)算新突破，公布其首款量子計(jì)算芯片Majorana 1，稱距離量子計(jì)算機(jī)“只需要幾年，而非幾十年”。微軟表示，開發(fā)Majorana 1需要創(chuàng)造一種全新的物質(zhì)狀態(tài)，即所謂的“拓?fù)潴w”。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)每個晶體管只能處于0或1兩種狀態(tài)，但作為量子計(jì)算機(jī)中的計(jì)算單位，一個量子比特可存在多種狀態(tài)，這可以加速某些類型的計(jì)算應(yīng)用。錯誤是量子計(jì)算中最大的挑戰(zhàn)之一。因?yàn)榱孔颖忍貎A向于與其環(huán)境快速交換信息，這使得很難保護(hù)計(jì)算所需的信息。通常使用的量子比特越多，錯誤就會越多。

為了解決這個問題，微軟的量子芯片采用了新的解決方案。Majorana 1已研制近20年，微軟押注于一種少有人采取的方法——將傳統(tǒng)半導(dǎo)體和超導(dǎo)體結(jié)合起來，構(gòu)建“拓?fù)淞孔颖忍亍?。Majorana 1依賴于一種名為馬約拉納費(fèi)米子的粒子，這種粒子具有的特性使其不容易出現(xiàn)困擾量子計(jì)算機(jī)的錯誤，但物理學(xué)家很難發(fā)現(xiàn)和控制它。微軟表示，他們用砷化銦和鋁制造了Majorana 1，使用超導(dǎo)納米線來觀察粒子，并可通過標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行控制。

Majorana 1比競爭對手擁有更少的量子比特。微軟表示只構(gòu)建了8個拓?fù)淞孔颖忍兀鼈冞€無法進(jìn)行能夠改變計(jì)算本質(zhì)的計(jì)算。微軟認(rèn)為，在制造量子計(jì)算機(jī)時所需的基于馬約拉納費(fèi)米子的量子比特數(shù)量要少得多，因?yàn)槌鲥e率更低。

負(fù)責(zé)微軟長期戰(zhàn)略投資的執(zhí)行副總裁杰森·詹德（Jason Zander）表示，Majorana 1是“高風(fēng)險、高回報”戰(zhàn)略?！白铍y的部分是解決物理問題，這方面沒有教科書，我們必須自己發(fā)現(xiàn)?！?/p>

哈佛大學(xué)物理學(xué)教授菲利普·金（Philip Kim）表示，微軟的新發(fā)明意義重大，因?yàn)橥負(fù)淞孔颖忍乜梢约铀倭孔佑?jì)算機(jī)的發(fā)展?！叭绻磺许樌?，微軟的研究可能是革命性的?！?/p>

但加州理工學(xué)院理論物理學(xué)教授杰森·艾麗西婭（Jason Alicea）質(zhì)疑該公司是否真的構(gòu)建了拓?fù)淞孔颖忍兀Q量子系統(tǒng)的運(yùn)行往往難以證明?！袄碚撋希?fù)淞孔颖忍厥强赡艿?，人們也認(rèn)為這是一個有價值的目標(biāo)?！辈贿^艾麗西婭說，“必須驗(yàn)證一個設(shè)備是否按照理論預(yù)測的所有神奇方式運(yùn)行，否則量子計(jì)算的現(xiàn)實(shí)可能會變得不那么樂觀。幸運(yùn)的是，微軟已經(jīng)做好了嘗試的準(zhǔn)備。”

有效用的量子計(jì)算機(jī)何時到來已成為科技行業(yè)高層爭論的話題。英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛上個月表示，該技術(shù)距離超越英偉達(dá)芯片還有20年時間。微軟認(rèn)為，計(jì)算技術(shù)的根本變革比人們最近認(rèn)為的要近得多，稱距離量子計(jì)算機(jī)“只需要幾年，而非幾十年”。IBM表示，大型量子計(jì)算機(jī)將在2033年上線。谷歌則表示，距離商業(yè)量子計(jì)算應(yīng)用只有五年時間。

去年12月，谷歌宣布其最新量子芯片Willow在基準(zhǔn)測試中表現(xiàn)驚人，擁有105個量子比特的Willow在不到5分鐘的時間內(nèi)完成了一個標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)計(jì)算，而當(dāng)今最快的超級計(jì)算機(jī)需要耗時10^25年（即10,000,000,000,000,000,000,000,000年），這個數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了宇宙年齡?？茖W(xué)家研究減少錯誤的方法，當(dāng)時谷歌研究發(fā)現(xiàn)，在Willow中使用的量子比特越多，越可以成倍減少錯誤，這解決了量子糾錯領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。