手掌大小芯片碾压全球算力！微软量子计算级突破，纳德拉：构建全新物质状态

百万量子比特成为现实

原标题：手掌大小芯片碾压全球算力！微软量子计算级突破，纳德拉：构建全新物质状态
文章来源：量子位
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微软发布Majorana 1芯片：量子计算新突破？

近日，微软宣布推出Majorana 1，这是全球首款基于新型拓扑核心架构的量子芯片，引发业界广泛关注。微软宣称该芯片有望在数年内实现解决工业规模问题的量子计算机，而非此前预测的几十年，这被视为量子计算领域的一次重大突破。该芯片利用名为马约拉纳的新型量子粒子，其体积仅为1/100毫米，理论上可扩展至百万量子比特，显著提升了量子计算的效率和可靠性。微软CEO纳德拉更强调这并非炒作，而是旨在服务于世界的真正技术。

突破的核心：拓扑超导体和马约拉纳零模式

1. **拓扑超导体:** Majorana 1的核心在于一种名为拓扑超导体的特殊材料。这种材料能够创造出一种全新的拓扑物质状态，产生更稳定、更快速、更小巧的量子比特，并实现数字控制。

2. **马约拉纳零模式 (MZM):** 通过砷化铟和铝组成的材料堆栈，并在接近绝对零度并施加磁场的情况下，形成拓扑超导纳米线，其末端产生MZM。MZM作为量子比特的构建块，通过“奇偶性”（电子数的奇偶）来存储量子信息，并因其对环境的不可见性而具有更高的稳定性。

3. **信息读取:** 为了读取隐藏的量子信息，微软团队使用数字开关将纳米线与量子点耦合，并利用微波测量量子点的电荷容纳能力变化，从而获得纳米线量子态的信息。该方法显著降低了测量误差，提升了系统的稳定性。

4. **数字控制与量子纠错:** 不同于传统量子计算复杂的模拟控制信号，Majorana 1采用数字控制方式，通过简单的数字脉冲激活测量来执行量子纠错，简化了过程，为大规模量子比特的管理提供了可能性。

路线图与质疑

微软公布了清晰的路线图，展示了单量子比特设备、双量子比特设备以及4×2四元组阵列，并计划构建可扩展架构以及将量子比特置于奇偶校验态的叠加中。目前已在一块设计为容纳百万量子比特的芯片上放置了八个拓扑量子比特。

然而，微软的突破也面临着物理学家的质疑。一些专家认为，目前的研究结果并未充分证明拓扑量子比特的存在，实验结果可能存在误判。此外，微软此前也曾有过类似的宣称，并在之后撤稿。因此，尽管微软的进展令人瞩目，但其结论的可靠性仍需进一步验证。

结语

微软Majorana 1的发布无疑为量子计算领域带来了新的希望，但其突破的真实性和可重复性仍需时间检验。未来，随着更多研究成果的出现，我们才能对这一技术的实际应用前景做出更准确的判断。

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