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微软发布全球首个拓扑架构量子芯片
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(QPU)。

图为微软新型量子计算芯片Majorana 1
微软董事长兼CEO萨蒂亚·纳德拉表示:“这一突破(pò)将(jiāng)使(shǐ)我(wǒ)们(men)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”(topoconductor)。
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。
量子计算机的核心是量子比特(qubits),这是量子计算中的信息单(dān)位(wèi)。而(ér)量(liàng)子(zi)计(jì)算(suàn)目(mù)前(qián)发(fā)展(zhǎn)缓(huǎn)慢(màn)的(de)核(hé)心(xīn)矛(máo)盾(dùn)是(shì)由(yóu)于(yú)量(liàng)子(zi)比(bǐ)特(tè)相(xiāng)当(dāng)脆(cuì)弱(ruò),并(bìng)且(qiě)对(duì)环(huán)境(jìng)噪(zào)声(shēng)非(fēi)常(cháng)敏(mǐn)感(gǎn),可(kě)能(néng)导(dǎo)致(zhì)计(jì)算(suàn)错(cuò)误(wù)或(huò)数(shù)据(jù)丢(diū)失(shī)。为(wèi)了(le)解(jiě)决这个问题,微软的量子芯片采用了一种全新的解决方案,通过创造所谓的“世界首个拓扑体”,得以观察和控制马约拉纳粒子,从而产(chǎn)生(shēng)更(gèng)可(kě)靠(kào)和(hé)可(kě)扩展的量子比特。微软表示,这种拓扑体使用砷化铟(半导体)和铝(超导体),通过逐个原子设计和构建拓扑导体线材——所谓“量子时代的晶体管”。
量子芯片作为量子计算的核心硬件,其技术突破有望重塑未来算力格局、安全体系与产业生态,推动人类社会进入“量子+AI”协同发展的新纪元。近年来,量子芯片在技术突破和产业化进程上取得了显著进展。比如,2024年12月,谷歌和中国科学技术大学分别发布了105比特的超导量子芯片“Willow”和“祖冲之三号”。其中(zhōng),祖(zǔ)冲(chōng)之(zhī)三(sān)号(hào)在(zài)随(suí)机(jī)电(diàn)路采样(yàng)任(rèn)务(wu)中(zhōng),经(jīng)典(diǎn)模(mó)拟(nǐ)成(chéng)本(běn)较(jiào)谷(gǔ)歌(gē)实(shí)验(yàn)提(tí)升(shēng)了(le)6个(gè)数(shù)量(liàng)级(jí),展(zhǎn)现(xiàn)了(le)更(gèng)强(qiáng)的(de)量(liàng)子(zi)优(yōu)越(yuè)性(xìng)。根(gēn)据(jù)赛(sài)迪顾问数据,中国量子芯片市场规模预计2025年突破100亿元,保持30%以上的增长率。