香港奇点财经2月21日报道。2月19日，微软宣布推出Majorana 1——全球首款基于拓扑核心架构的量子芯片，标志着量子计算领域迈入全新阶段。这款芯片采用革命性材料“拓扑导体”，通过操控被称为“马约拉纳粒子”的奇异量子态，打造出更稳定、可扩展的量子比特，为未来十年内实现百万量子比特级量子计算机铺平道路。微软表示，这一突破堪比半导体对经典计算机的颠覆，或将彻底改变材料科学、医疗、环保等关键领域。

量子计算机的瓶颈在于量子比特的脆弱性：它们极易受环境干扰且难以规模化。微软技术研究员切坦·纳亚克（Chetan Nayak）表示：“我们选择重新发明‘量子时代的晶体管’——拓扑量子比特。”研究团队通过设计由砷化铟和铝构成的全新材料堆栈，成功诱导出马约拉纳粒子，并利用其拓扑特性保护量子信息免受噪声影响。

这一成果的核心在于数字化控制量子比特的创新方法。传统量子比特依赖复杂模拟调控，而微软通过电压脉冲实现“开关式”操作，大幅简化控制流程。相关研究已通过同行评审，并于2月19日发表于《自然》杂志。

Majorana 1芯片仅手掌大小，却容纳8个拓扑量子比特。微软表示，其架构可平铺扩展至百万量子比特，且硬件层面内置抗错功能，稳定性远超现有方案。“无论目标多么宏大，都必须找到通向百万量子比特的路径，否则一切只是空谈，”纳亚克强调。

这一突破吸引了美国国防高级研究计划局（DARPA）的关注。微软已入选其“实用规模量子计算未充分探索系统（US2QC）”项目最终阶段，目标是打造首台“计算价值超越成本”的容错量子计算机。

百万量子比特的算力将解锁传统计算机无法触及的领域：

环保革命：设计催化剂分解微塑料为无害物质，或开发无毒替代品；

自修复材料：破解材料腐蚀机理，制造可修复桥梁裂缝、手机屏幕的智能材料；

医疗与农业：精确模拟酶行为，推动土壤改良、抗病作物研发，甚至解决全球粮食危机；

AI协同：用户以自然语言描述分子结构，量子计算结合AI直接生成“配方”，终结试错研发。

“未来的制造企业将首次设计即得完美产品，量子计算会直接给出答案，”微软技术研究员马蒂亚斯·特洛耶（Matthias Troyer）展望道。

拓扑量子比特的实现堪称“逆天改命”。马约拉纳粒子在自然界中并不存在，需通过超导材料与磁场人工诱导。微软团队不仅创造出这类粒子，还攻克了原子级精密制造工艺——材料堆栈中单个原子的错位都可能导致失败。“讽刺的是，理解这些材料本身就需要量子计算机，”技术研究员克丽丝塔·斯沃尔（Krysta Svore）坦言。

目前，微软正通过Azure Quantum平台整合量子计算与AI、高性能计算，加速科学发现。随着Majorana 1的问世，量子计算的“实用化倒计时”已从几十年缩短至数年。正如纳亚克所言：“发现新物质状态是一回事，用它重塑计算范式则是另一场冒险——而我们刚刚跨过起点。”

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