18个月前，微软制定了量子超算路线图。今天，微软已经实现第二阶段的目标——展示了世界上第一个拓扑量子比特。微软已经在一颗设计为容纳100万个量子比特的芯片上集成了8个拓扑量子比特。百万量子比特的量子计算机不仅仅是一个里程碑，更是解决世界上一些最困难问题的途径。

2月20日，美国科技公司微软正式发布新型量子计算芯片Majorana 1，这也是全球首个由拓扑核心驱动的量子处理器。

微软董事长兼CEO萨蒂亚·纳德拉表示：“这一突破将使我们在几年内，而不像一些人预测的那样用几十年，创造出一台真正有意义的量子计算机。”

这款新型量子计算芯片是微软历时17年，通过持续研究量子计算新材料和架构取得的成果，其革命性突破在于运用了全新材料“拓扑导体”。

据了解，此次微软发布的量子计算芯片Majorana 1只有0.01毫米宽，已实现将8个拓扑量子比特放在单芯片上，未来将有望扩展到百万级量子比特。而世界上所有当前计算机的协同运行，都无法完成一台100万量子比特的量子计算机能够完成的任务。

微软量子硬件副总裁切坦·纳亚克（Chetan Nayak）承诺，一台原型容错量子计算机将在“几年内，而非几十年内”问世。

美国国防高级研究计划局 （DARPA）本月早些时候宣布了两家量子计算公司加入了它的一个项目，旨在研究是否有可能在2033年之前，利用该机构所称的“未充分探索的系统”构建一台实用的量子计算机——即其计算价值超过构建和运行成本。一家是微软，另一家公司PsiQuantum则采用完全不同的方法，使用基于硅的光子学技术，通过激光连接量子比特。

2033年，这一时间线与谷歌CEO桑达尔·皮查伊（Sundar Pichai）最近预测的5到10年相似，即届时人类将获得“实际有用”的量子计算。2024年底，谷歌展示了量子纠错（QEC）技术，在其Willow芯片（拥有105个物理量子比特，但只有49个逻辑量子比特）上，使用更多物理量子比特创建逻辑量子比特时，纠错效果会变得更好，而不是更差。

谷歌与微软的拓扑量子比特不同。微软利用拓扑空间在长时间内保护量子态中的信息免受外界干扰，谷歌则采用一系列更传统的超导量子比特。谷歌利用电子库珀对在约瑟夫森结中（即两块彼此靠近但中间隔有一层薄绝缘屏障的超导体）产生的振荡来构建量子比特。

谷歌的一部分量子比特用于存储计算数据，但由于超导量子比特极易出错，它们周围会被专门用于检测错误的其他量子比特所包围和分隔。谷歌的量子芯片大量时间用于运行复杂的量子纠错（QEC）技术，以维持数据量子比特中正确的量子状态。

谷歌采用的是一种已被广泛使用和研究的量子比特设计。这种设计性能强大——在2022年，与谷歌合作的研究人员甚至利用量子比特中的缺陷模拟了一个极为简单的拓扑缠绕示例——但其固有问题需要依靠谷歌在软件领域的专业知识来予以弥补。

微软花费了17年时间致力于拓扑量子比特的研发，这是一种理论上具有重大优势的方法，但风险更高，在项目初期这种方法完全未经验证。此外，这不仅需要与大学研究部门合作开展一些基础物理工作，还需要开发制造和测量技术来构建量子比特，并（像谷歌一样）建立实验室和设施来制造这些量子比特。

免责声明：

1、本号不对发布的任何信息的可用性、准确性、时效性、有效性或完整性作出声明或保证，并在此声明不承担信息可能产生的任何责任、任何后果。

2、本号非商业、非营利性，转载的内容并不代表赞同其观点和对其真实性负责，也无意构成任何其他引导。本号不对转载或发布的任何信息存在的不准确或错误，负任何直接或间接责任。

3、本号部分资料、素材、文字、图片等来源于互联网，所有转载都已经注明来源出处。如果您发现有侵犯您的知识产权以及个人合法权益的作品，请与我们取得联系，我们会及时修改或删除。