微軟發(fā)布首個拓撲核心量子處理器有望加速工業(yè)規(guī)模問題解決

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2025-02-20 11:51:33 澎湃新聞

微軟發(fā)布了首款采用“新的物質(zhì)狀態(tài)”的拓撲結(jié)構(gòu)量子芯片，名為Majorana 1。該芯片使用了一種新的物質(zhì)狀態(tài)，使其成為“世界首個拓撲體”。微軟表示，通過這款芯片，公司有望在未來幾年內(nèi)開發(fā)出能夠解決工業(yè)規(guī)模問題的量子計算機，而不是科學(xué)界此前預(yù)期的幾十年。

量子計算是一個相對小眾但已有數(shù)十年發(fā)展歷史的概念。傳統(tǒng)計算機使用二進制數(shù)字比特，而量子計算的基本單位是量子比特，以量子態(tài)表示和存儲信息，量子態(tài)是0和1的混合。拓撲學(xué)最初屬于純粹的數(shù)學(xué)抽象領(lǐng)域，研究圖形在連續(xù)變形下的整體性質(zhì)，逐漸成為物理學(xué)界關(guān)注的研究方向，并在材料科學(xué)、量子物理及光學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

微軟花了17年時間致力于該研究項目，這是公司運行時間最長的研究項目之一。Majorana 1量子芯片采用了8個拓撲量子比特，在構(gòu)建過程中使用了半導(dǎo)體砷化銦和超導(dǎo)體鋁，希望最終能夠擴展到集成100萬個量子比特。微軟量子公司副總裁Zulfi Alam表示，這款芯片將重新定義量子計算的下一階段。

微軟解釋說，開發(fā)合適的材料以制造奇異粒子及其相關(guān)的拓撲物質(zhì)狀態(tài)非常困難，這也是大多數(shù)量子研究工作集中在其他類型量子比特上的原因。為了使這些材料完美排列，需要逐個原子地噴射材料。微軟技術(shù)研究員Krysta Svore指出，量子計算機可以幫助預(yù)測具有更好性能的材料，用于構(gòu)建下一代大規(guī)模量子計算機。

為了實現(xiàn)集成100萬量子比特并商業(yè)化的最終目標，Majorana 1是微軟邁出的重要一步。微軟執(zhí)行副總裁Jason Zander表示，希望先達到上百個量子比特后再討論商業(yè)可靠性。同時，微軟將與美國國家實驗室和大學(xué)合作利用Majorana 1進行研究。Zander認為，微軟量子芯片可能在2030年之前通過微軟云Azure上市。

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