微软量子芯片遭质疑，能否实现实用量子计算成谜？

微软量子芯片发布情况周三发表在《自然》杂志上的一篇评论对微软“突破性”量子计算芯片 Majorana 1 的基础技术提出了质疑。微软于 2025 年 2 月推出了这款芯片并表示它采用了一种名为拓扑量子比特topological qubit的全新技术。他们称拓扑量子比特将是未来量子计算机的“基石”。本月初在 Build 大会上微软又宣布了下一代芯片 Majorana 2。物理学家提出质疑但在一篇经过同行评审的文章中圣安德鲁斯大学的物理学家亨利·莱格Henry Legg重新分析了微软设备的数据并指出该公司的研究人员最初并未确凿地证明他们造出了可用的拓扑量子比特。芯片得名由来理论预测这种芯片所采用的细导线中的电子会以一种被称为马约拉纳粒子Majorana particle的集体模式运动芯片也因此得名。量子计算现状与微软宣称量子计算的支持者预测这项技术的计算能力将推动新药研发、加密技术和机器学习的发展。像谷歌和 IBM 等公司已经展示了比 Majorana 1 或 2 更先进的量子计算机不过目前还没有人能让任何量子计算机完成有实际用途的任务。但微软声称Majorana 1 以及随后的 Majorana 2 为他们打造实用量子计算机铺平了道路。微软芯片设计特色在量子计算公司中微软的设计独具特色它采用了一根比人类头发还细的微小导线由半导体砷化铟附着在超导体上制成。理论预测这根导线中的电子会以一种被称为马约拉纳粒子的集体模式运动芯片也因此得名。微软希望利用马约拉纳粒子的特性来编码信息。拓扑量子比特之于马约拉纳粒子就如同晶体管之于硅。相关消息量子计算未来的纷争愈演愈烈微软的下一代量子芯片缩短了实现实用量子计算的时间线。马约拉纳粒子优势马约拉纳粒子的支持者认为它是很有潜力的量子比特材料因为理论预测当形成拓扑量子比特时马约拉纳粒子的计算误差会比其他竞争材料如 IBM 所采用的超导电路更少。这意味着最终只需更少的拓扑量子比特就能将量子计算机扩展到实用水平。莱格质疑观点不过前提是微软真的制造出了马约拉纳粒子。“他们没有令人信服地证明他们造出了马约拉纳粒子”莱格对《边缘》The Verge杂志表示“没有马约拉纳粒子就无法制造量子比特。”莱格评论内容在莱格的评论中他写道微软所宣称的马约拉纳粒子的特征实际上可能来自设备中量子点quantum dots的形成量子点是一种包含电子的结构但对构建量子计算机并无用处。他还指出微软在选取数据时有所偏向。重复关键观点“没有马约拉纳粒子就无法制造量子比特。”微软团队反驳微软团队在《自然》杂志上发表了一篇反驳文章对莱格对他们数据的解读提出异议。微软团队写道莱格的评论“对我们的研究结果并不构成实质性的科学挑战”。微软量子团队的负责人、物理学家切坦·纳亚克Chetan Nayak对《边缘》杂志表示莱格“没有提出一个能解释我们所有数据的替代模型”。莱格评论发布情况莱格于 2025 年 3 月 11 日在在线物理预印本平台 arXiv 上首次发布了他的评论此时距离微软发布 Majorana 1 还不到一个月。《自然》杂志经过一年的同行评审后才发表了他的文章。微软推出新芯片及宣称与此同时6 月 2 日微软宣布推出一款新芯片 Majorana 2声称它采用了下一代拓扑量子比特技术。该公司表示到 2029 年他们能够打造出“可扩展的量子计算机”。“我们百分之百支持我们的研究结果”纳亚克对《边缘》杂志表示“我们坚持我们的路线图也坚持我们长期以来对科学严谨性和学术交流的承诺。”莱格对新芯片的看法莱格表示微软在一篇未经同行评审的论文中对 Majorana 2 的描述存在他一年前指出的类似问题。“这篇论文没有解决众多科学家对该公司此前宣称所提出的根本问题”莱格对《边缘》杂志表示。更正说明6 月 24 日本文的早期版本错误地表述了莱格评论的原始发表日期。实际发布日期是 2025 年 3 月 11 日而非 2025 年 2 月 26 日。