微软表示,其新型量子芯片比上一代可靠得多,为三年内解决商业有用问题的量子计算机铺平了道路。量子计算的核心是量子比特,它们有望回答当今机器无法解决的问题,但以脆弱和不稳定著称。微软称,其新芯片Majorana 2上的量子比特平均存活20秒,而不是Majorana 1的毫秒级。这意味着新芯片的可靠性提升了1000倍——这家科技巨头将这种性能提升比作从每天需要充电的手机到几年才需要充电一次的手机的差距。
“我们将在2029年拥有一台能够解决商业可行、合理问题的量子机器,”微软量子部门企业副总裁Zulfi Alam说。这仍然需要巨大的进一步进展,因为这样的设备需要数百万个量子比特——Alam说,目前的芯片有12个。评估该公司的说法很困难,因为它没有公开发布其发现的全部细节,理由是商业机密。
鉴于该技术有潜力处理目前即使最强大的传统计算机也认为过于庞大的任务,全球范围内正在展开一场开发该技术的竞赛。微软花了20年时间追求一种被称为“拓扑”的量子计算方法。该公司的做法基于利用一种所谓的准粒子的特性,这种粒子自20世纪30年代意大利物理学家Ettore Majorana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——不同于液体、固体或气体这三种熟悉的状态。
萨里大学物理学教授Paul Stevenson表示,这家科技巨头的时间表听起来合理——如果其研究符合其声称的话。“微软似乎在尝试生产可行的拓扑量子比特方面取得了飞跃,”他说。“如果他们成功,他们将从一个没有生产量子计算机的参与者,一跃成为制造下一代容错机器的竞赛中的严肃参与者。”
微软对拓扑量子比特的关注有时颇具争议。它被迫撤回了2018年发表在《自然》杂志上的一篇论文,该论文声称找到了Majorana的证据。但它继续研究,其第一款Majorana芯片于2025年发布。然而,微软面临着相当大的怀疑,包括对其关于Majorana的声称的怀疑,来自未被说服的专家。圣安德鲁斯大学的物理学家Henry Legg当时告诉BBC,在他看来,微软的量子研究“已经坚定地远离了科学,进入了信仰的领域。”
今天,微软量子与发现部门执行副总裁Jason Zander表示:“我们100%支持它。我们真正看重科学严谨性。我们欢迎一直是物理学一部分的辩论……关键的事情是,我会告诉人们,去读论文,看看那里有什么,去和我们提供了深入信息的专家谈谈。”微软是美国国防研究机构Darpa运行的量子开发项目最后阶段的一部分,该项目旨在“验证和确认该公司的实用规模量子计算机概念”,并表示已与Darpa共享了所有数据和运作,包括商业敏感材料,以供评估。但随公告一起发表的论文尚未经过同行评审——即由独立专家评审的过程——BBC采访的科学家希望获得更多信息。
第二代Majorana芯片基于与第一代相同的原理,但更有效,部分原因是科学家用铅代替铝作为超导体。虽然团队正在使用人工智能来尝试改进和加快其努力,但Zander表示,是人类科学家提出了