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微软今日推出Majorana 1，这是一款基于拓扑核心（Topological Core）架构的全新量子芯片，旨在加速量子计算的发展，使其在数年内而非数十年内实现工业级应用。
🔹突破性的拓扑超导材料
Majorana 1的核心技术在于全球首个拓扑超导体（topoconductor），这是一种全新物质形态，不同于固体、液体或气体。该材料能够观察和控制Majorana粒子，从而创建更稳定、可扩展的量子比特（qubit），这也是量子计算的基本单元。
微软技术专家Chetan Nayak表示：“我们退后一步思考，‘让量子计算进入晶体管时代需要什么？’ 于是我们发明了拓扑量子比特，并由此构建了全新的计算架构。”
🔹可扩展至百万量子比特，解决现实问题
目前全球所有传统计算机的计算能力加总，仍无法与一台百万量子比特的计算机相比。微软表示，Majorana 1的架构可以在一颗手掌大小的芯片上集成百万级量子比特，突破传统量子计算的瓶颈，使其能够解决工业和社会领域的复杂问题，例如：
✅ 分解微塑料，将其降解为无害副产物
✅ 开发自修复材料，应用于建筑、制造业和医疗领域
✅ 优化催化剂，用于碳捕获或污染物降解
✅ 精准模拟酶反应，提升农业和医疗科技
Nayak表示：“如果你的量子计算路线不能走向百万量子比特，你迟早会遇到瓶颈，无法解决真正重要的问题。而我们已经规划好了这条路径。”
🔹拓扑量子比特的优势：更稳定、更高效
拓扑超导体能够创造独特的量子态，使量子比特更加稳定，并减少环境干扰带来的计算误差。微软研究团队在最新发表的《Nature》论文中，展示了如何成功创建并测量这些量子特性，这是量子计算走向实用化的关键一步。
此外，传统量子计算需要对每个量子比特进行精确的模拟控制，这对大规模扩展极具挑战。而微软的设计支持数字化控制，可以像开关一样启用或禁用量子比特，极大简化了计算架构。
🔹DARPA与微软合作，推动商业化应用
微软已进入DARPA（美国国防高级研究计划局）US2QC计划的最终阶段，该计划旨在打造全球首个实用级、容错量子计算机，即计算能力真正超越成本的量子系统。
微软还与Quantinuum和Atom Computing合作，推动当前量子计算机的工程突破，并通过Azure Quantum提供AI与量子计算结合的解决方案，让用户能在Azure平台上探索量子技术的潜力。
🔹重新定义量子计算规模化
微软量子团队成员Matthias Troyer表示，当前量子计算的最大挑战是扩展，而Majorana 1的设计让百万量子比特计算机变得现实可行。
“未来，企业只需要描述想要制造的材料或分子，量子计算机就能直接提供‘配方’——无需漫长的试验与误差修正。”
这种能力将对医疗、材料科学、化学、工程等行业产生深远影响，使产品从设计到生产的效率大幅提升。
🔹量子计算的未来：原子级材料设计
微软的拓扑量子比特架构依赖于铟砷（indium arsenide）和铝（aluminum）组成的纳米级材料堆栈。该材料必须原子级精准排列，否则会导致量子比特失效。
Krysta Svore表示：“我们必须逐个原子喷涂，材料中任何微小的缺陷都可能破坏整个量子比特。”
未来，量子计算本身也将用于优化量子材料，加速下一代计算机的发展，使整个行业进入自我优化的阶段。
🔹迈向实用级量子计算的关键一步
微软的Majorana 1不仅是一次材料科学的突破，更是量子计算向商业化迈进的关键里程碑。随着百万量子比特计算机的实现，未来在科学研究、工程制造、环境保护、医疗创新等领域，量子计算或将带来变革性的影响。