微软表示，其新型量子芯片比之前的版本可靠得多，为量子计算机在三年内解决具有商业价值的问题铺平了道路。
量子计算的核心是量子比特，它有望解答当今机器无法解答的问题，但众所周知，量子比特非常脆弱且不稳定。
微软表示，其新芯片 Majorana 2 上的量子比特平均可存活 20 秒，而不是 Majorana 1 的毫秒级寿命。
这意味着新芯片的可靠性提高了 1000 倍——这家科技巨头将这种性能提升比作每天需要充电的手机和几年才需要充电的手机之间的区别。
微软量子部门企业副总裁祖尔菲·阿拉姆表示：“我们将在 2029 年拥有一台量子计算机，它可以解决具有商业可行性的合理问题。”
这仍然需要取得巨大的进一步进步，因为这样的设备需要数百万个量子比特——阿拉姆说，目前的芯片有 12 个量子比特。
由于该公司以商业机密为由，不公开披露其发现的全部细节，因此评估该公司的说法很困难。
鉴于这项技术有潜力承担目前即使是最强大的传统计算机也难以完成的任务，因此全世界都在竞相开发这项技术。
微软花了 20 年时间研究一种被称为“拓扑”的量子计算方法。
该公司的方法是利用所谓的准粒子的特性，这种准粒子自 20 世纪 30 年代由意大利物理学家埃托雷·马约拉纳首次预测以来，一直只存在于理论上。
为此，它必须利用一种新的物质状态——不同于我们熟悉的液态、固态或气态这三种状态。
萨里大学物理学教授保罗·史蒂文森表示，如果这家科技巨头的研究能够证实其说法，那么它的时间表听起来是合理的。
他说：“微软在制造可行的拓扑量子比特方面似乎取得了重大进展。”
“如果他们成功了，他们将从一个没有量产量子计算机的参与者，跃升为下一代容错计算机竞赛中的重要参与者。”
隆重推出 Majorana 2
微软今天发布了其最新的拓扑量子芯片Majorana 2，该芯片采用新一代材料堆叠技术，其量子比特的可靠性比上一代产品提高了 1000 倍。凭借这一进展，微软团队预计将在 2029 年实现可扩展的量子计算机，比原计划提前了一半。
微软的量子团队运用了专门为加速科学进程和促进协作而设计的智能体人工智能的最新进展，正在克服可靠性、速度和规模方面的关键障碍，这些障碍限制了量子计算在现实生活中的应用。
例如，新型芯片的量子比特保持量子态的时间比第一代芯片长1000倍，从而实现更可靠的计算。其他常用方法以微秒为单位衡量量子比特的“寿命”，而Majorana 2的平均量子比特寿命可达20秒，某些情况下甚至长达一分钟。这种改进相当于发明了一种手机电池，它一次充电就能使用近三年，而不是像以前那样一天就没电了。
这种卓越的可靠性、极快的速度（一微秒级运算）和极小的量子比特尺寸（百分之一毫米）使该团队有望在2029年之前实现可扩展且具有商业价值的量子计算机。该公司表示，这样的机器可以解决全球健康、粮食供应、可持续发展、能源生产等领域的棘手问题。
微软技术专家切坦·纳亚克表示：“我们需要每年都做出改进，才能最终交付一款我们认为具有巨大商业和社会价值的计算机。我们必须继续按照路线图前进才能实现这一目标，但与去年相比，我们现在的情况如何？我们比去年进步了1000倍。”
现在，其他寻求科学或工程突破的人可以利用微软量子团队在其 Majorana 计划中使用的相同的智能体人工智能专业知识。
抢跑
微软对拓扑量子比特的关注有时会引发争议。
该机构被迫撤回2018 年发表在《自然》杂志上的一篇论文，该论文声称发现了马约拉纳文明的证据。
但它继续进行研发，其首款 Majorana 芯片于 2025 年发布。
然而，微软面临着相当大的质疑，包括对其关于马约拉纳的说法，这些质疑来自一些持怀疑态度的外部专家。
圣安德鲁斯大学的物理学家亨利·莱格当时告诉 BBC，在他看来，微软的量子研究“已经彻底偏离了科学，进入了信仰的领域”。
今天，微软量子与发现执行副总裁杰森·赞德表示：“我们百分之百支持它。”
“我们非常注重科学的严谨性。我们欢迎物理学中一直存在的辩论……我想告诉大家的关键是，去阅读论文，看看里面写了什么，去和那些我们已经提供过详细信息的专家们交流。”
微软是最后阶段的一部分，外部的美国国防研究机构DARPA开展的量子开发计划旨在“验证和确认该公司的实用规模量子计算机概念”，该公司表示已与DARPA分享了所有数据和工作成果，包括商业敏感材料，以供评估。
但与公告一同发表的论文尚未经过同行评审——同行评审是指由独立专家进行审查的过程——BBC采访的科学家们希望获得更多信息。
第二代马约拉纳芯片基于与第一代相同的原理，但效果更好，部分原因是科学家们用铅代替了铝作为超导体。
Zander 表示，虽然该团队正在利用人工智能来尝试改进和加快其工作，但改变材料的想法是人类科学家提出的。
量子比特困境
微软所期望的时间表提高了其量子计算机解决可能需要数十年才能解决的问题的可能性，例如消除微塑料或研制出更好的粮食生产肥料。
赞德表示，他看到了人类、人工智能和量子计算机可以发挥作用的地方。
他说：“如果你要研究如何去除永久性化学物质、清除微塑料等等问题，传统上，如果我们要花 15 年、20 年、30 年的时间才能弄清楚这些问题，那时间就太长了。”
“我们希望尽可能缩短这个时间周期，因此，能够让AI与人类协同工作，加快行动速度，缩短时间，我认为这实际上是一件很棒的事情。”
“所以，这不是要消灭人类，而是要给人类提供工具，帮助他们加速这一进程，我认为这实际上对社会是有益的。”
但阻止这一过程是量子计算的根本难点。
量子比特非常脆弱，即使是温度的微小变化或轻微的振动也会对其产生影响并导致错误。
如何让它们持续运行更长时间，是整个量子产业面临的一大挑战。
量子计算机尚处于起步阶段，虽然许多公司都在竞相制造可扩展的计算机，但目前还没有人取得成功。
有些人也认为我们可能过早地否定了当今的计算机。
“我们不知道（传统计算机的）极限在哪里，”谷歌Deepmind联合创始人德米斯·哈萨比斯爵士最近在《无限思维》一书中告诉作者塞巴斯蒂安·马拉比。
