2月20日，微軟宣布量子計算新突破，公布其首款量子計算芯片Majorana 1，稱距離量子計算機“只需要幾年，而非幾十年”。微軟表示，開發Majorana 1需要創造一種全新的物質狀態，即所謂的“拓撲體”。

傳統計算機每個晶體管只能處于0或1兩種狀態，但作為量子計算機中的計算單位，一個量子比特可存在多種狀態，這可以加速某些類型的計算應用。錯誤是量子計算中最大的挑戰之一。因為量子比特傾向于與其環境快速交換信息，這使得很難保護計算所需的信息。通常使用的量子比特越多，錯誤就會越多。

為了解決這個問題，微軟的量子芯片采用了新的解決方案。Majorana 1已研制近20年，微軟押注于一種少有人采取的方法——將傳統半導體和超導體結合起來，構建“拓撲量子比特”。Majorana 1依賴于一種名為馬約拉納費米子的粒子，這種粒子具有的特性使其不容易出現困擾量子計算機的錯誤，但物理學家很難發現和控制它。微軟表示，他們用砷化銦和鋁制造了Majorana 1，使用超導納米線來觀察粒子，并可通過標準計算設備進行控制。

Majorana 1比競爭對手擁有更少的量子比特。微軟表示只構建了8個拓撲量子比特，它們還無法進行能夠改變計算本質的計算。微軟認為，在制造量子計算機時所需的基于馬約拉納費米子的量子比特數量要少得多，因為出錯率更低。

負責微軟長期戰略投資的執行副總裁杰森·詹德（Jason Zander）表示，Majorana 1是“高風險、高回報”戰略。“最難的部分是解決物理問題，這方面沒有教科書，我們必須自己發現。”

哈佛大學物理學教授菲利普·金（Philip Kim）表示，微軟的新發明意義重大，因為拓撲量子比特可以加速量子計算機的發展。“如果一切順利，微軟的研究可能是革命性的。”

但加州理工學院理論物理學教授杰森·艾麗西婭（Jason Alicea）質疑該公司是否真的構建了拓撲量子比特，稱量子系統的運行往往難以證明。“理論上，拓撲量子比特是可能的，人們也認為這是一個有價值的目標。”不過艾麗西婭說，“必須驗證一個設備是否按照理論預測的所有神奇方式運行，否則量子計算的現實可能會變得不那么樂觀。幸運的是，微軟已經做好了嘗試的準備。”

有效用的量子計算機何時到來已成為科技行業高層爭論的話題。英偉達首席執行官黃仁勛上個月表示，該技術距離超越英偉達芯片還有20年時間。微軟認為，計算技術的根本變革比人們最近認為的要近得多，稱距離量子計算機“只需要幾年，而非幾十年”。IBM表示，大型量子計算機將在2033年上線。谷歌則表示，距離商業量子計算應用只有五年時間。

去年12月，谷歌宣布其最新量子芯片Willow在基準測試中表現驚人，擁有105個量子比特的Willow在不到5分鐘的時間內完成了一個標準的基準計算，而當今最快的超級計算機需要耗時10^25年（即10,000,000,000,000,000,000,000,000年），這個數字遠遠超過了宇宙年齡。科學家研究減少錯誤的方法，當時谷歌研究發現，在Willow中使用的量子比特越多，越可以成倍減少錯誤，這解決了量子糾錯領域的關鍵挑戰。