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微軟公司（MSFT，股價：414.770美元；總市值：3.083萬億美元）周三宣布推出該公司首款量子計算芯片，名叫Majorana 1。

微軟表示，其Majorana 1芯片在一塊便簽紙大小的硬件上集成了8個量子比特（qubits），這些是量子計算的基本構建單元。微軟設想，未來該芯片最終能容納100萬個量子比特。

目前，該芯片的能力僅限于解決數學問題，以證明其可控性。但微軟的工程師表示，它的發(fā)展已經足夠成熟，可以作為未來量子計算機的基礎。

微軟表示，通過這個“全球首款拓撲架構量子芯片”，開發(fā)出能解決“有意義工業(yè)規(guī)模問題”的量子計算機，將是未來幾年就能實現的事情，而不是科學界此前預期的幾十年。

圖片來源：每日經濟新聞（資料圖）

作為這項技術突破的大背景，量子計算機的核心是量子比特（qubits），這是量子計算中的信息單位，類似于今天計算機使用的二進制。問題在于，量子比特相當脆弱，并且對環(huán)境噪聲非常敏感，可能導致計算錯誤或數據丟失——對于計算機來說是毀滅性的結果。這也是量子計算目前發(fā)展緩慢的核心矛盾。

對于正在開發(fā)量子計算機的微軟、谷歌、IBM來說，最終目標是實現在可控大小的芯片上容納100萬個量子比特——俗稱通用容錯量子計算機。

為了解決這個問題，微軟花了17年時間交出了目前的答卷：通過創(chuàng)造所謂的“世界首個拓撲體”，得以觀察和控制馬約拉納粒子，從而產生更可靠和可擴展的量子比特。

微軟研究員Krysta Svore介紹稱，正確選擇材料堆棧以產生拓撲物態(tài)是最困難的部分之一。Svore表示：“我們實際上是逐個原子進行噴涂的，這些材料必須完美對齊。如果材料堆中有太多缺陷，就會毀掉你的量子比特。”

微軟解釋稱，當拓撲導體線材被冷卻到接近絕對零度并通過磁場調諧時，會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、小巧且可以數字控制，并具有獨特的屬性，可以保護量子信息。

在Majorana 1芯片上，微軟將拓撲導體納米線連接在一起形成一個“H”，每個單元有四個可控的馬約拉納粒子，構成一個量子比特。“H”單元可以連接，微軟已經成功將8個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字方式進行控制，重新定義并大大簡化了量子計算的工作方式。

除了制造馬約拉納粒子外，微軟現在也具備從中測量信息的能力。微軟表示，新的測量方法可以精確到檢測超導線中十億個和十億零一個粒子之間的差異——這會告訴計算機量子比特處于什么狀態(tài)，并為量子計算奠定基礎。測量可以通過電壓脈沖開關來開啟和關閉，簡化了量子計算的過程和構建可擴展機器的物理要求。

當然，微軟最終的目標依然是在巴掌大的芯片上，放入100萬個量子比特。

微軟表示，通過量子計算的強大算力，可以幫助科學家解決“材料為什么會被腐蝕、斷裂”，從而開發(fā)出能自動修復橋梁、飛機部件裂紋、破碎手機屏幕的自愈材料。

量子計算也能全面釋放AI的潛能?？茖W家和開發(fā)者能夠用簡單的語言來描述他們想要創(chuàng)造的新材料或者分子，并能立即得到答案，無需猜測或多年的試錯。

微軟的最新公告帶動量子計算概念齊漲。截至收盤，Quantum Computing漲超7%、D-Wave Quantum漲超8%。

除了量子芯片，微軟周三還發(fā)布了Muse AI，該模型能夠理解并生成復雜的游戲序列，同時保持一致的物理規(guī)律和角色行為，用于創(chuàng)建視頻游戲場景。這款工具的數據來自Xbox玩家和他們的游戲手柄。

讓AI能夠像人類一樣理解和交互三維空間一直是AI領域被認為遙不可及的目標。但微軟表示，Muse通過觀察Xbox游戲《Bleeding Edge》長達七年的玩家操作記錄，不同于傳統(tǒng)依賴文本或靜態(tài)圖像的AI模型，可以實現“實際理解”（practical understanding）、掌握物體、角色和環(huán)境如何在三維空間中隨時間互動。

媒體報道稱，微軟的研究團隊設計Muse時，采用了最通用的數據格式，即“人類接口”（human interface）——結合視覺數據和控制器操作來訓練AI模型。這使得Muse能夠生成最長達兩分鐘的連貫游戲序列，而這在三維世界中維持物理一致性和角色行為穩(wěn)定性是一個重要的技術成就。

該系統(tǒng)僅需一秒鐘的游戲畫面作為輸入，就能生成符合物理規(guī)律的復雜場景。

每日經濟新聞綜合微軟、公開消息

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封面圖片來源：每日經濟新聞