当地时间 2 月 19 日，微软宣布推出其首款量子计算芯片 Majorana 1。该芯片采用了全球首个拓扑导体，通过观察和控制马约拉纳粒子，产生更可靠和可扩展的量子比特，有望在未来几年内开发出解决 “有意义的工业规模问题” 的量子计算机。

微软表示，开发 Majorana 1 需要创造一种全新的物质状态，即所谓的 “拓扑体”。这一过程需要对原子进行精确排列，将半导体砷化铟和超导体铝逐个原子地设计和构建成拓扑导体线材，被称为 “量子时代的晶体管”。

微软技术研究员克丽丝塔・斯沃尔（Krysta Svore）表示，理解拓扑体物质并将其应用于量子计算芯片的制造，难度极大，这也是大多数量子研究聚焦于其他类型量子比特的原因。

当拓扑导体线材被冷却到接近绝对零度并通过磁场调谐时，会在两端形成马约拉纳零能模（MZMs）。马约拉纳量子比特比其他替代品更稳定，它们快速、小巧且可以数字控制，并具有独特的属性，可以保护量子信息。

在 Majorana 1 芯片上，微软将拓扑导体纳米线连接在一起形成一个 “H”，每个单元有四个可控的马约拉纳粒子，构成一个量子比特。“H” 单元可以连接，微软已经成功将 8 个单元放置在一块芯片中，未来有望扩展到集成 100 万个量子比特。通过这种方式，微软使得量子比特能够以数字方式进行控制，重新定义并大大简化了量子计算的工作方式。

除了制造马约拉纳粒子外，微软现在也具备从中测量信息的能力。微软表示，新的测量方法可以精确到检测超导线中十亿个和十亿零一个粒子之间的差异，这会告诉计算机量子比特处于什么状态，并为量子计算奠定基础。测量可以通过电压脉冲开关来开启和关闭，简化了量子计算的过程和构建可扩展机器的物理要求。

微软执行副总裁杰森・赞德（Jason Zander）表示，在开始谈论商业可靠性之前，希望先达到上百个量子比特。同时，微软将与美国国家实验室和大学合作，利用 Majorana 1 进行研究。不过，他也谈到，微软量子芯片有可能在 2030 年之前通过微软云 Azure 上市。“很多人猜测我们还需要几十年的时间才能实现这一目标，我们则认为这可能需要几年的时间。”

量子计算最终有望推动微软其他部门的发展。赞德指出，量子计算机可用于构建用于训练人工智能模型的数据。“现在你可以要求它发明一些新的分子，发明一些新的药物，这在以前是不可能做到的。”

微软的这一突破，是在量子计算领域多年努力的结果。早在 2008 年，微软就开始了对拓扑量子计算的研究，此次推出的 Majorana 1 芯片，是其在该领域的重要里程碑。

近年来，量子计算领域竞争激烈，谷歌、IBM 等科技巨头也在积极布局。2024 年 12 月，谷歌发布最新的量子芯片 Willow（柳树）以及基于该芯片的量子计算机。量子芯片 Willow 内含 105 个物理量子比特，其前身为谷歌旗下的 Sycamore 量子处理器，需要在接近绝对零度的实验室环境中发挥最佳性能。

科技界对这一突破反应不一。一些人对微软的宣称持怀疑态度，而另一些人则表示钦佩和兴奋。

Arnab Ghosh表示：

量子飞跃来自两个方向：Majorana 1芯片通过拓扑导体利用新的物质状态实现可扩展的量子比特，而谷歌的Willow则用超导技术打破了错误阈值。两条不同的路径，一个未来：实用量子计算。

另一方面，也有专业人士提出了质疑。SOsborne询问：

好的。那这意味着什么？我们解决了硬件问题，但当我们还没有解决量子比特稳定状态的量子问题时，我们如何确定硬件能工作？

go-cat引用了论文结论，指出这更多是基础科学的进展：

这只是炒作。这是他们论文结论中的内容：总之，我们的发现代表了朝着基于仅测量操作的拓扑量子比特实现的实质性进展。没有威胁。只是一些需要走很长路的基础科学。