微软发布面向未来数据中心的量子计算芯片 - 彭博社

马约拉纳1号芯片。来源：微软微软公司宣布推出其首款量子计算芯片，这是该公司致力于研发有朝一日能解决现代计算机无法处理问题的设备的重要一步。

该公司表示，其马约拉纳1号芯片在一块便签纸大小的硬件上集成了8个量子比特（量子计算的基本单元），并预计最终可容纳100万个量子比特。目前，该芯片仅能解决证明其可控性的数学问题。但微软工程师表示，其进展足以成为未来量子计算机的基础。

微软的声明表明，其工程师已找到方法部署使量子计算成为可能的粒子，这些粒子可能在未来为数据中心提供动力，并推动化学和医疗等领域的进步。部分关于该公司所称"拓扑导体"运行原理的研究成果将于周三发表在《自然》期刊上。

“科学家早在1937年就提出了这一理论，“负责将量子等前沿技术推向市场的微软执行副总裁杰森·赞德表示，“我们花了近百年时间验证它。现在终于能驾驭它了。“他补充说，量子计算机将在"几年而非几十年内"实现实际应用。

量子计算领域在近十年来一直被预言即将突破，最近数月的一系列公告表明，这类机器可能即将进入实用阶段。

这项技术标志着对计算机基础架构的重大突破。无论是iPhone还是数据中心里的超级计算机，所有计算机都以比特为单位处理信息，编码为1或0。而量子比特（qubit）则能同时呈现1和0的概率状态。

这种可塑性使得量子比特串能并行评估多种可能性，从而解决传统二进制计算机束手无策的难题。Alphabet旗下谷歌公司在12月宣布，其新型量子芯片仅用5分钟就完成传统计算机需要超过宇宙年龄时长才能解决的问题。

微软周三宣布了量子计算领域的重大进展，推出首款名为"马约拉纳1号"的量子计算芯片。微软战略任务与技术执行副总裁杰森·赞德阐释了这一突破如何推动量子计算技术迈向实际应用。赞德接受了彭博科技频道杰基·达瓦洛斯的专访。

对于谷歌、微软及众多研发量子计算机的初创企业而言，当前最大挑战在于技术错误率。要制造可电子控制的量子粒子，需要超低温静默环境，因为杂散热量或声波都会导致误差。实验中这些粒子仅能维持不到一秒的存在状态，而纠错难度不亚于创造粒子本身。

微软自2004年启动量子研究以来，采取了与大多数公司不同的策略——专注于减少错误，特别是基于马约拉纳粒子的研究。这种准粒子以20世纪30年代提出相关理论的意大利物理学家命名。微软认为，与其他方法制造的量子比特相比，马约拉纳量子比特能更有效避免1和0之间的意外翻转。

为隔离和控制马约拉纳粒子，微软将砷化铟条带逐个原子拼接，并将铝纳米线连接成H形结构。当冷却至接近绝对零度并用磁场精确调控时，字母H的四个末端会各自诱导出马约拉纳粒子，形成一个量子比特。该结构会释放工程师可通过微波读取的1和0信号，并能在芯片上批量复制。

研究过程并非一帆风顺：微软研究人员曾在2018年认为已发现该粒子，但后来撤回了相关验证论文。数年后，他们最终攻克难题，成功实现马约拉纳粒子的制造与测量。