首頁 > 科技要聞 > 科技> 正文

全球首款拓?fù)浼軜?gòu)量子芯片問世 微軟：量子計(jì)算將在數(shù)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)

騰訊科技 整合編輯：太平洋科技 發(fā)布于：2025-02-20 19:26

美西時(shí)間2月20日，經(jīng)過近20年研究，微軟于美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間周三推出了其首款量子計(jì)算芯片Majorana 1。微軟表示，開發(fā)Majorana 1需要?jiǎng)?chuàng)造一種全新的物質(zhì)狀態(tài)，即所謂的“拓?fù)潴w”。

眾所周知，量子計(jì)算機(jī)的核心是量子比特（qubits），這是量子計(jì)算中的信息單位，類似于今天計(jì)算機(jī)使用的二進(jìn)制。問題在于，量子比特相當(dāng)脆弱，并且對(duì)環(huán)境噪聲非常敏感，可能導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)丟失——對(duì)于計(jì)算機(jī)來說是毀滅性的結(jié)果。這是量子計(jì)算目前發(fā)展緩慢的核心矛盾。

圖片

而為了解決這個(gè)問題，微軟的量子芯片采用了一種全新的解決方案，通過創(chuàng)造所謂的“世界首個(gè)拓?fù)潴w”，得以觀察和控制馬約拉納粒子，從而產(chǎn)生更可靠和可擴(kuò)展的量子比特。

微軟透露這種拓?fù)潴w使用砷化銦（半導(dǎo)體）和鋁（超導(dǎo)體），通過逐個(gè)原子設(shè)計(jì)和構(gòu)建拓?fù)鋵?dǎo)體線材——所謂“量子時(shí)代的晶體管”。該公司在博文中表示：“開發(fā)用于創(chuàng)造奇異粒子及其相關(guān)拓?fù)鋺B(tài)的合適材料難度極大，這也是大多數(shù)量子研究聚焦于其他類型量子比特的原因�！�

微軟在博客中寫道，理解拓?fù)潴w物質(zhì)并將其應(yīng)用于量子計(jì)算芯片的制造，需要對(duì)原子精確排列材料。

微軟解釋稱，當(dāng)拓?fù)鋵?dǎo)體線材被冷卻到接近絕對(duì)零度并通過磁場(chǎng)調(diào)諧時(shí)，會(huì)在兩端形成馬約拉納零能模（MZMs）。馬約拉納量子比特比其他替代品更穩(wěn)定。它們快速、小巧且可以數(shù)字控制，并具有獨(dú)特的屬性，可以保護(hù)量子信息。

圖片

在Majorana 1芯片上，微軟將拓?fù)鋵?dǎo)體納米線連接在一起形成一個(gè)“H”， 每個(gè)單元有四個(gè)可控的馬約拉納粒子，構(gòu)成一個(gè)量子比特。“H”單元可以連接，微軟已經(jīng)成功將8個(gè)單元放置在一塊芯片中。通過這種方式，微軟使得量子比特能夠以數(shù)字方式進(jìn)行控制，重新定義并大大簡化了量子計(jì)算的工作方式。

除了制造馬約拉納粒子外，微軟現(xiàn)在也具備從中測(cè)量信息的能力。微軟表示，新的測(cè)量方法可以精確到檢測(cè)超導(dǎo)線中十億個(gè)和十億零一個(gè)粒子之間的差異——這會(huì)告訴計(jì)算機(jī)量子比特處于什么狀態(tài)，并為量子計(jì)算奠定基礎(chǔ)。測(cè)量可以通過電壓脈沖開關(guān)來開啟和關(guān)閉，簡化了量子計(jì)算的過程和構(gòu)建可擴(kuò)展機(jī)器的物理要求。

當(dāng)然，微軟最終的目標(biāo)依然是在巴掌大的芯片上，放入100萬個(gè)量子比特。

微軟技術(shù)研究員克麗絲塔·斯沃爾（Krysta Svore）表示：“具有諷刺意味的是，這也正是我們需要量子計(jì)算機(jī)的原因——因?yàn)槔斫膺@些材料極其困難。而有了可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)，我們將能夠預(yù)測(cè)具有更優(yōu)特性的材料，從而構(gòu)建下一代超越現(xiàn)有規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)�！�

技術(shù)專家認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)有朝一日能夠高效解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以甚至無法處理的問題。目前的計(jì)算機(jī)使用比特（bit），其狀態(tài)只能是開或關(guān)，而量子計(jì)算機(jī)使用量子比特（qubit），可以同時(shí)處于兩種狀態(tài)。

谷歌和IBM，以及規(guī)模較小的公司如IonQ和Rigetti Computing，也開發(fā)了量子處理器。

與微軟計(jì)劃通過Azure公共云提供其定制人工智能芯片Maia 100不同，Majorana 1不會(huì)向客戶開放使用。

相反，Majorana 1是微軟在廣泛物理研究基礎(chǔ)上，朝著實(shí)現(xiàn)單芯片百萬量子比特目標(biāo)邁出的重要一步。

微軟沒有依賴臺(tái)積電或其他公司制造其芯片，而是選擇在美國自行生產(chǎn)Majorana 1的組件。這是因?yàn)槟壳暗难芯恳?guī)模較小，使得自主制造成為可能。

微軟執(zhí)行副總裁杰森·贊德（Jason Zander）表示：“我們希望先實(shí)現(xiàn)幾百個(gè)量子比特，然后再討論商業(yè)可靠性問題�！痹诖似陂g，微軟將與國家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)合作，利用Majorana 1開展研究。

盡管目前其主要聚焦于研究，但投資者對(duì)量子計(jì)算仍然充滿興趣。2024年，IonQ股價(jià)上漲了237%，Rigetti股價(jià)漲幅接近1500%。兩家公司在去年第三季度的總收入達(dá)到1480萬美元。今年1月，微軟發(fā)布博客稱2025年是“量子計(jì)算準(zhǔn)備年”，進(jìn)一步推動(dòng)了市場(chǎng)熱情。

微軟的Azure Quantum云服務(wù)允許開發(fā)者試驗(yàn)程序和算法，并提供對(duì)IonQ和Rigetti芯片的訪問。贊德表示，微軟的量子芯片可能在2030年前通過Azure提供服務(wù)。他說：“很多人猜測(cè)，距離實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還有幾十年。但我們認(rèn)為，這可能只需要幾年時(shí)間�！�

量子計(jì)算可能不會(huì)作為一個(gè)獨(dú)立領(lǐng)域存在，而是會(huì)推動(dòng)微軟其他業(yè)務(wù)的發(fā)展。例如，微軟的人工智能業(yè)務(wù)年化收入已超過130億美元。贊德表示，量子計(jì)算機(jī)可以用于構(gòu)建訓(xùn)練AI模型所需的數(shù)據(jù)。

他表示：“現(xiàn)在，你可以要求量子計(jì)算機(jī)發(fā)明一些新分子或新藥物，而這些都是以前不可能做到的事情�！�

本文來源：騰訊科技

網(wǎng)友評(píng)論

聚超值•精選

推薦 手機(jī) 筆記本 影像 硬件 家居 商用 企業(yè) 出行 未來
  • 漢美馳李梟雄：擁抱AI浪潮，智能家居需求暴增勢(shì)不可擋
    漢美馳李梟雄：擁抱AI浪潮，智能家居需求暴增勢(shì)不可擋

    作為美國百年家電品牌，HamiltonBeach漢美馳在美國市場(chǎng)處于行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位，在本屆AWE展會(huì)上，漢美馳與太平洋網(wǎng)絡(luò)合作，展出了他們的三個(gè)主打品類：破壁機(jī)、慢燉鍋和空氣炸鍋，其中，破壁機(jī)屬于攪拌類小家電，漢美馳是這個(gè)品類的開創(chuàng)者；慢燉鍋是美國家庭的必需品，就像我們中國家庭的電飯煲一樣，漢美馳慢燉鍋累計(jì)在美國的銷量超過3000萬臺(tái)，是這個(gè)品類的領(lǐng)導(dǎo)品牌；漢美馳的這款HALO空氣炸鍋剛剛獲得了全球頂級(jí)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)——iF設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。 今年，漢美馳在國內(nèi)市場(chǎng)的動(dòng)作很多，包括：推出了家電行業(yè)第一款應(yīng)用chatGPT的AI牛排機(jī)，全球首發(fā)煙灶產(chǎn)品，全球首發(fā)中式廚電產(chǎn)品，自建抖音、淘寶直播間，與頭部主播烈兒寶貝等合作……這些經(jīng)營動(dòng)作的背后，漢美馳有怎樣的戰(zhàn)略規(guī)劃？他們對(duì)中國市場(chǎng)有些什么樣的判斷？他們的優(yōu)勢(shì)有哪些？請(qǐng)看PConline獨(dú)家專訪漢美馳中國營銷中心總經(jīng)理李梟雄先生。

    呼倫 呼倫 2023-05-05 00:03
    • 二維碼 回到頂部
    国产younv在线精品，先锋AV无码资源不卡，亚洲国产高清不卡在线播放，伊人久久东京av