微軟發佈面向未來數據中心的量子計算芯片 - 彭博社

馬約拉納1號芯片。來源：微軟微軟公司宣佈推出其首款量子計算芯片，這是該公司致力於研發有朝一日能解決現代計算機無法處理問題的設備的重要一步。

該公司表示，其馬約拉納1號芯片在一塊便籤紙大小的硬件上集成了8個量子比特（量子計算的基本單元），並預計最終可容納100萬個量子比特。目前，該芯片僅能解決證明其可控性的數學問題。但微軟工程師表示，其進展足以成為未來量子計算機的基礎。

微軟的聲明表明，其工程師已找到方法部署使量子計算成為可能的粒子，這些粒子可能在未來為數據中心提供動力，並推動化學和醫療等領域的進步。部分關於該公司所稱"拓撲導體"運行原理的研究成果將於週三發表在《自然》期刊上。

“科學家早在1937年就提出了這一理論，“負責將量子等前沿技術推向市場的微軟執行副總裁傑森·贊德表示，“我們花了近百年時間驗證它。現在終於能駕馭它了。“他補充説，量子計算機將在"幾年而非幾十年內"實現實際應用。

量子計算領域在近十年來一直被預言即將突破，最近數月的一系列公告表明，這類機器可能即將進入實用階段。

這項技術標誌着對計算機基礎架構的重大突破。無論是iPhone還是數據中心裏的超級計算機，所有計算機都以比特為單位處理信息，編碼為1或0。而量子比特（qubit）則能同時呈現1和0的概率狀態。

這種可塑性使得量子比特串能並行評估多種可能性，從而解決傳統二進制計算機束手無策的難題。Alphabet旗下谷歌公司在12月宣佈，其新型量子芯片僅用5分鐘就完成傳統計算機需要超過宇宙年齡時長才能解決的問題。

微軟週三宣佈了量子計算領域的重大進展，推出首款名為"馬約拉納1號"的量子計算芯片。微軟戰略任務與技術執行副總裁傑森·贊德闡釋了這一突破如何推動量子計算技術邁向實際應用。贊德接受了彭博科技頻道傑基·達瓦洛斯的專訪。

對於谷歌、微軟及眾多研發量子計算機的初創企業而言，當前最大挑戰在於技術錯誤率。要製造可電子控制的量子粒子，需要超低温靜默環境，因為雜散熱量或聲波都會導致誤差。實驗中這些粒子僅能維持不到一秒的存在狀態，而糾錯難度不亞於創造粒子本身。

微軟自2004年啓動量子研究以來，採取了與大多數公司不同的策略——專注於減少錯誤，特別是基於馬約拉納粒子的研究。這種準粒子以20世紀30年代提出相關理論的意大利物理學家命名。微軟認為，與其他方法制造的量子比特相比，馬約拉納量子比特能更有效避免1和0之間的意外翻轉。

為隔離和控制馬約拉納粒子，微軟將砷化銦條帶逐個原子拼接，並將鋁納米線連接成H形結構。當冷卻至接近絕對零度並用磁場精確調控時，字母H的四個末端會各自誘導出馬約拉納粒子，形成一個量子比特。該結構會釋放工程師可通過微波讀取的1和0信號，並能在芯片上批量複製。

研究過程並非一帆風順：微軟研究人員曾在2018年認為已發現該粒子，但後來撤回了相關驗證論文。數年後，他們最終攻克難題，成功實現馬約拉納粒子的製造與測量。