2025年2月20日 - 信報
微軟目標數年內構建商用量子電腦，輕鬆部署在旗下Azure數據中心，研究發表在學術期刊《自然》。
量子世界依照量子力學定律運轉，跟支配現實世界的物理定律不同，這些粒子被稱為量子位元（Qubits），類似電腦現時使用的位元（即1及0）。微軟Majorana 1晶片內建8個「拓撲量子位元」架構，以鋁納米線連接並形成一個H，每個H有4個可控的馬約拉納費米子，藉此構成一個量子位元。
這些H能夠像瓷磚一樣連接起來，日後有望把100萬個量子位元，濃縮至手掌大小的晶片上。如果要打造「拓撲導體」，必須開發全新材料組合。微軟設計Majorana 1量子晶片時，選用砷化銦（Indium Arsenide）及鋁金屬（Aluminum），大部分構造從原子尺寸，逐粒設計及生產出來。
今次採用的馬約拉納費米子，即是俗稱的「天使粒子」，一直從未被看見或製造出來，甚至在大自然並不存在，只能透過磁場及超導體誘導。微軟不僅創建馬約拉納費米子，幫助保護量子資訊免受隨機干擾，更可以藉微波可靠地測量資訊。
微軟研究員納亞克博士（Chetan Nayak）形容，做法恍如在量子時代發明電晶體。談到研發過程最大挑戰，在於如何正確地堆疊材料，令物質產生拓撲狀態。
須溫度磁場電子密度配合
事實上，每一個拓撲量子位元，本身設有三層結構，最上層為零電阻的超導體（Superconductor），中間則為拓撲導體，下層為精準控制電子密度的半導體（Semiconductor），三者均需要極冷的溫度、磁場及電子密度配合。
微軟今次達成多項技術成就，晶片硬件設計更緊湊，有望擴展多個量子位元。運算速度不但更快，同時融入抗錯誤功能，有效抵抗環境干擾。透過電壓脈衝新測量方法，以數碼控制簡化運算流程，做法如輕按電燈開關。微軟除了自行生產量子硬件，亦夥拍當地量子運算初創Quantinuum及Atom Computing，共同推進量子技術發展。
美國國防高等研究計劃署（DARPA），讓微軟列入US2QC計劃考慮名單，加速商業量子系統開發步伐。
商業與社會應用方面，新技術適用於糧食生產、醫療保健、產品開發等範疇，工程師、科學家及企業毋須反覆試驗，實現「首次即完美」的產品設計。同時可應用於材料科學，研發自行修復損傷的材料，例如修補橋樑或飛機部件的裂縫、破裂的手機屏幕，或刮傷的車門。結合人工智能（AI）與量子運算，有助尋找新一代催化劑，把微塑膠污染物分解成有價值的副產品，甚或開發出無毒的替代品。
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