單晶片可擴展百萬量子位元，微軟量子晶片 Majorana 1 寫下里程碑

微軟長達 17 年時間鑽研量子運算一項研究專案，希望建立一種用於量子運算的新材料和運算結構，如今取得關鍵突破。19 日發表 Majorana 1 晶片，以及新建構的材料 topoconductor。

Majorana 1 是一款能夠一手掌握、比現今電腦處理器大一點的晶片，卻能在單一晶片將量子運算所需的量子位元（quantum bit，qubit）擴展至 100 萬個，它是世界上第一款由拓撲量子位元驅動的 QPU（Quantum Processing Unit）。

微軟在這款晶片沒有使用電子進行運算，而是使用理論物理學家馬約拉納（Ettore Majorana）在 1937 年所描述的馬約拉納粒子（Majorana particle）。微軟建構新型材料 topoconductor，能夠創造出拓撲超導性，並設計一種完全不同類型的量子位元，體積小、速度快而且能夠數位控制。

微軟在科學期刊《自然》（Nature）發表論文闡述多年研究，並解釋其研究人員如何建立拓撲量子位元。微軟幫助建立一種結合砷化銦和鋁所製成的新型材料，目前可在晶片上放置 8 個拓撲量子位元，希望最終能夠擴展至 100 萬個量子位元。

一款帶有 100 萬個量子位元的量子晶片，可執行更準確的模擬，提高對自然世界的理解，為醫學、材料科學等多種領域帶來研究突破。

「我們的領導階層在過去 17 年一直致力這項計畫，這是公司運作時間最長的研究計畫」，微軟量子副總裁 Zulfi Alam 表示，「17 年後，我們展示了令人難以置信的成果，而且是真實的，將從根本上重新定義量子之旅下一個階段如何進行。」

值得關注的是，隸屬於美國國防部的國防高等研究計畫署（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）已選擇微軟，做為進入 US2QC（Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing）最後階段，僅有 2 家公司獲選，微軟將打造一款以拓樸量子位元為核心的原型量子電腦。