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(le)全新(xīn)材(cái)料(liào)“拓(tà)扑(pū)导(dǎo)体(tǐ)”（topoconductor）。

据(jù)了(le)解(jiě)，此(cǐ)次(cì)微(wēi)软(ruǎn)发(fā)布(bù)的(de)量(liàng)子(zi)计(jì)算(suàn)芯(xīn)片(piàn)Majorana 1只(zhǐ)有(yǒu)0.01毫(háo)米(mǐ)宽(kuān)，已(yǐ)实(shí)现(xiàn)将(jiāng)8个(gè)拓(tà)扑(pū)量(liàng)子(zi)比(bǐ)特(tè)放(fàng)在(zài)单(dān)芯(xīn)片(piàn)上(shàng)，未(wèi)来(lái)将(jiāng)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位。而量子计算目前发展缓慢的核心矛盾是由于量子比特相当脆弱，并且对环境噪声非常敏感，可能导致计算错误或数据丢失。为了解决这个问题，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(cóng)而(ér)产(chǎn)生更可靠和可扩展的量子比特。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，祖冲之三号在随机电路采样任务中，经典模拟成本较谷歌实验提升了6个数量级，展现了更强的量子优越性。根据赛迪顾问数据，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。