Microsoft 的新 Majorana 1 处理器可能会改变量子计算

快速阅读: 《有线》消息，微软的研究人员在《自然》杂志上宣布，他们创建了首个“拓扑量子比特”，这可能成为量子计算领域的重大突破。拓扑量子比特基于马约拉纳粒子，具有更高的稳定性。虽然这一成果令人鼓舞，但仍需克服许多挑战。微软的马约拉纳一号处理器未来可能容纳多达一百万个量子比特，有望实现重要的量子计算目标。

本文由《对话》杂志根据知识共享许可协议重新发布。微软的研究人员宣布在一种存储信息于物质奇异状态的设备中创造了首个“拓扑量子比特”。这可能是量子计算领域的一个重要突破。同时，研究人员还在《自然》杂志上发表了一篇论文，并提出了一份“路线图”以供进一步研究。马约拉纳一号处理器的设计旨在容纳多达一百万个量子比特，这可能足以实现量子计算的诸多重要目标。例如，破解密码代码、更快地设计新药物和材料。如果微软的声明得到验证，该公司可能会超越目前似乎在构建量子计算机竞赛中领先的IBM和谷歌等竞争对手。然而，《自然》杂志上的论文只展示了研究人员所声称的一部分内容，路线图中仍有许多需要克服的障碍。尽管微软的新闻稿展示了一些据称是量子计算硬件的东西，但我们没有独立验证其功能的证据。尽管如此，微软的消息非常令人鼓舞。

到目前为止你可能有一些疑问：什么是拓扑量子比特？什么是量子比特？人们为什么想要量子计算机？构建量子比特非常困难。量子位或称为“量子比特”的量子位中。你可以把一个普通比特想象成一个只能向上或向下指的箭头。或称为“叠加态”。构建和操作量子比特是非常困难的。微细电线和奇异粒子。这种粒子最初由意大利物理学家埃托雷·马约拉纳在1937年提出。量子比特难以构建。量子计算机的概念最早出现在20世纪80年代。普通计算机将信息存储在比特中，而量子计算机则将信息存储在量子位或称为“量子比特”的量子位中。一个普通比特可以是0或1，但一个量子比特（由于量子力学定律，即管理极小粒子的定律）可以是两者的组合。如果你把一个普通比特想象成一个只能向上或向下指的箭头，那么一个量子比特就是一个可以在任何方向指的箭头（或称为“叠加态”）。这意味着量子计算机在某些类型的计算中会比普通计算机快得多，尤其是涉及解码和模拟自然系统的一些计算。到目前为止一切顺利。但事实证明，构建真实的量子比特并将信息输入输出是非常困难的，因为与外部世界的相互作用会破坏内部的微妙量子状态。研究人员尝试了多种不同的技术来制造量子比特，使用了像被困在电场中的原子或超导体中旋转的涡流这样的东西。微软采取了一种截然不同的方法来构建其“拓扑量子比特”。他们使用了所谓的马约拉纳粒子，这种粒子最初由意大利物理学家埃托雷·马约拉纳在1937年提出。马约拉纳粒子不是像电子或质子那样自然存在的粒子。相反，它们只存在于一种罕见的材料中，称为拓扑超导体（这种材料需要先进的材料设计并且必须冷却到极低温度）。

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