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一种只存在于理论的物质状态,微软搞出了拓扑态!

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2025-02-27 20:27

正文

就在前天,2月19日,科技巨头微软放大招了,他们终于设计出了一种从未有过的物质状态,世界首个拓扑导体,它可以产生一种更稳定的量子比特,速度快、体积小,并且可以数字化控制,并用它制造出了世界首个新型量子芯片。

拓扑态,既不是固态,也不是液态,更不是气态,这是一种全新的物质状态,而这种物质状态此前仅仅存在于物理理论中,自然界中根本就不存在。

这是一种由砷化铟和铝构成的全新的材料体系,即栅控器件(gate-defined devices),才得以实现。 这种物质状态主要用来产生量子比特。

看到这里相信大家已经猜到了,没错!拓扑态就是用来制作量子计算机的芯片,因为只有通过它,人类才能得到最适合做量子比特的粒子--- 马约拉纳 粒子。

从微软发表在《自然杂志》的论文中可以看到,在原子级别的尺度上, 微软一个原子一个原子的堆叠出纳米线结构,成功制造出拓扑导体,最终得到马约拉纳粒子,用马约拉纳粒子组成的量子比特抗干扰能力直接拉满,还可以自动纠错,用数字信号精准操控,相比于传统量子比特具有碾压性的优势。

最终制造出了一个新型的量子芯片---Majorana 1芯片。 与传统量子计算相比,Majorana 1具有更高容错能力、更强的抗干扰性,可以在复杂环境中运行。

这个只有巴掌大的量子芯片,意义不亚于晶体管的发明。

Majorana 1芯片

Majorana 1量子芯片,是全球首款采用新型“拓扑计算核心”(Topological Core)架构的量子芯片(QPU)。

虽然这个芯片中只集成了8个量子比特,但微软表示,它内部独特的H型架构具有强大的扩展能力,不要太久,他们就能在同样大小的芯片中塞进去上百万个量子比特。

这个大招整整憋了17年,一经发布,全球科技圈都炸锅了。

这意味着可能在10年内推出真正实用的量子超级计算机,百万量子比特计算将提前到来。







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