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微軟贊助的研究被Nature撤稿了，而且還是2021年“第一撤”。

原本被物理學(xué)界視為顛覆量子計(jì)算技術(shù)的成果，不過是論文作者刪改數(shù)據(jù)得來的結(jié)論，根本靠不住。

而被發(fā)現(xiàn)的原因，竟是作者團(tuán)隊(duì)內(nèi)部人員的“秘密舉報(bào)”。

原來，這篇論文于2018年登上Nature，不久后，團(tuán)隊(duì)中某人就做出一個(gè)“大膽之舉”：將實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)透露給已經(jīng)離開團(tuán)隊(duì)的“師兄”。

“師兄”很快發(fā)現(xiàn)，真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不但不能支持結(jié)論，而且完全相悖！于是他們毫不猶豫地選擇向Nature捅出真相。

論文被舉報(bào)始末

2018年3月28日，受雇于微軟的荷蘭代爾夫特理工大學(xué)教授Leo Kouwenhoven，領(lǐng)導(dǎo)他的研究團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表了名為Quantized Majorana conductance（量化的馬約拉納電導(dǎo)）的論文。

論文聲稱，在納米線發(fā)現(xiàn)了被稱為“天使粒子”的馬約拉納費(fèi)米子（Majorana Fermion）存在的有力證據(jù)。

而如果這種粒子存在，那么就通過操控這種有諸多優(yōu)點(diǎn)的粒子，實(shí)現(xiàn)一種全新的量子計(jì)算機(jī)。

可以說，這篇論文的結(jié)論直接關(guān)乎微軟量子計(jì)算路線的未來。微軟量子計(jì)算部門的官網(wǎng)至今還寫著對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的憧憬。

但是，2019年11月24日，論文其中一位作者將整個(gè)研究的完整數(shù)據(jù)，打包發(fā)給了團(tuán)隊(duì)之外的兩個(gè)人：匹茲堡大學(xué)的物理學(xué)教授謝爾蓋·弗羅洛夫（Sergey Frolov）和澳大利亞新南威爾士大學(xué)的文森特·穆里克（Vincent Mourik）。

經(jīng)過比對(duì)，他們發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與論文中完全對(duì)不上，本文的結(jié)論，根本不能成立。

于是他們開始懷疑論文公布的數(shù)據(jù)是經(jīng)過修改剪切的（cut）。

2020年4月29日，Nature對(duì)這篇論文表達(dá)了“編輯關(guān)注”。

“編輯關(guān)注”說明中指出，論文作者提醒編輯，數(shù)據(jù)處理方式有潛在問題，可能對(duì)結(jié)論有影響，提醒讀者不要使用論文相關(guān)結(jié)果。

之后，論文啟動(dòng)撤回程序。

2021年1月，論文作者團(tuán)隊(duì)又發(fā)表了名為Large zero-bias peaks in InSb-Al hybrid semiconductor-superconductor nanowire devices的文章。

這是結(jié)合了實(shí)驗(yàn)完整數(shù)據(jù)的論文，并討論了真實(shí)結(jié)果的意義。但并未解釋為何之前修改數(shù)據(jù)。

2021年2月，弗羅洛夫等人在推特貼出了論文數(shù)據(jù)存在人為剪輯的證據(jù)：

對(duì)比圖中，上方是實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，下方是論文中的數(shù)據(jù)。

在論文圖2量子化馬約拉納電導(dǎo)峰中，原數(shù)據(jù)右側(cè)量子化零偏峰值和峰分裂部分直接被刪掉了。

而這一部分?jǐn)?shù)據(jù)恰與論文結(jié)論相悖。

同時(shí)，論文中還“選擇性”剪掉了不支持核心結(jié)論的電荷跳躍，只保留了7個(gè)看上去能形成明顯零偏峰的電荷跳躍。

對(duì)于質(zhì)疑，作者曾回復(fù)弗羅洛夫等人說，剪切實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖片，是為了美觀（for aesthetics）。

后來，在2021年3月8日發(fā)布的撤稿聲明中，團(tuán)隊(duì)承認(rèn)了之前對(duì)原論文中的電荷跳躍相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了“不必要的修正”。

△原文中被修正過的電荷跳躍相關(guān)數(shù)據(jù)

而重復(fù)實(shí)驗(yàn)后得到的真實(shí)結(jié)果表明，重新繪制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括之前沒有減掉的，各點(diǎn)都在2-sigma（95%）誤差外。

所以不能宣稱觀察到量化的馬約拉納電導(dǎo)。

撤稿聲明的最后，團(tuán)隊(duì)為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性不足表達(dá)了歉意。

2018年的文章研究了什么？

早在2005年微軟就開始研究量子計(jì)算技術(shù)，當(dāng)時(shí)還悄悄成立了「Station Q」實(shí)驗(yàn)室。

但之后，卻眼看著IBM、Google和Intel等競爭對(duì)手紛紛建造了具有多個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，說微軟不急，不太可能。

一般來說，量子計(jì)算的量子比特信息是存儲(chǔ)在局域，局域的噪音會(huì)對(duì)信息產(chǎn)生影響，使量子疊加態(tài)迅速坍縮。

在拓?fù)淞孔佑?jì)算中，人們定義了一種特殊的粒子，幾個(gè)粒子在時(shí)間空間上進(jìn)行交換，它們的軌跡就相當(dāng)于在繩子上打不同的結(jié)，從而代表著不同的信息。

信息的存儲(chǔ)只依賴于交換順序而不依賴于交換的具體路徑，所以拓?fù)淞孔佑?jì)算對(duì)局部的微擾是免疫的，從根本上解決退相干難題。

馬約拉納費(fèi)米子就是這樣一種粒子，它的反粒子就是它本身（馬約拉納對(duì)稱性），這種性質(zhì)能夠保證量子化不受隧道耦合中無序、相互作用和變化的影響。

微軟相中了這么一條“一步到位”的量子計(jì)算機(jī)路線。

但是，要產(chǎn)生并觀測(cè)馬約拉納費(fèi)米子是非常困難的。微軟決定押注荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的物理學(xué)家Leo Kouwenhoven，之前他在這個(gè)方向上的研究十分有名。

2016年，公司聘請(qǐng)了Kouwenhoven，責(zé)成他在代爾夫特校園內(nèi)創(chuàng)建微軟實(shí)驗(yàn)室。

2018年，論文發(fā)表時(shí)，團(tuán)隊(duì)聲稱，發(fā)現(xiàn)了被稱為“天使粒子”的馬約拉納費(fèi)米子（Majorana Fermion）存在的證據(jù)。

具體到實(shí)驗(yàn)中，電傳輸?shù)乃淼雷V，例如差分電導(dǎo)中的零偏峰（ZBP），就是識(shí)別馬約拉納費(fèi)米子的主要工具。

通過測(cè)量，論文最終中給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完美支持了理論預(yù)期，并且在改變磁場(chǎng)、隧道耦合等參數(shù)的情況下，ZBP仍然保持恒定。

由此，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為他們成功證明了馬約拉納費(fèi)粒子的存在。

△原文中量化的馬約拉納電導(dǎo)平臺(tái)

這項(xiàng)研究成果發(fā)布后，引起了眾多物理學(xué)家的關(guān)注，被視為量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵突破，為今后實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算奠定了基礎(chǔ)。

谷歌學(xué)術(shù)顯示，3年來，這篇論文已經(jīng)被引用400多次。

微軟，實(shí)現(xiàn)“迎頭趕上IBM、谷歌等老對(duì)手，五年內(nèi)擁有一臺(tái)商用量子計(jì)算機(jī)”的計(jì)劃，似乎更有把握了 。

但發(fā)表不久，團(tuán)隊(duì)改動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的行為就被揭發(fā)了，

內(nèi)部“吹哨人”舉報(bào)，同門前輩“發(fā)難”

還記得前面說過，“有人”透露了實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)嗎？

據(jù)最早拿到證據(jù)的謝爾蓋·弗羅洛夫和文森特·穆里克兩人說，文件是由論文的一個(gè)作者發(fā)給他們的，但“吹哨人”具體是誰，沒有透露。

而弗羅洛夫和穆里克兩人，其實(shí)與代爾夫特理工大學(xué)、研究團(tuán)隊(duì)所在實(shí)驗(yàn)室，以及團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)淵源已久。

謝爾蓋·弗羅洛夫在2008-2012年間，就在代爾夫特理工大學(xué)的Kouwenhoven組做博士后。

另一位文森特·穆里克，2010-2015年間也在代爾夫特理工讀博士，研究方向正是馬約拉納-費(fèi)米子。

所以這一次的撤稿事件，是團(tuán)隊(duì)內(nèi)部“吹哨人”，向同實(shí)驗(yàn)室的前輩透露真實(shí)數(shù)據(jù)情況，再由這兩位前輩向師門“發(fā)難”。

研究被質(zhì)疑后，代爾夫特理工大學(xué)委托了四位外部專家，開始對(duì)這一事件調(diào)查。

就在周一，官方公布了調(diào)查結(jié)果。

結(jié)論是，研究人員不是有意誤導(dǎo)，只是“過于沉浸在興奮中”（caught up in the excitement of the moment），因而選擇了符合自己期望的數(shù)據(jù)。

但是原論文的問題到底是如何發(fā)生的，報(bào)告中沒有給出完整明確的解釋。

另一邊，微軟負(fù)責(zé)量子計(jì)算的副總裁在一份聲明中稱，撤稿是研究中的一個(gè)挫折，公司對(duì)開發(fā)量子計(jì)算機(jī)的方法仍然充滿信心。而論文作者就問題主動(dòng)提醒Nature編輯的做法非常好，值得學(xué)術(shù)界學(xué)習(xí).

論文的共同一作，分別是來自中國的學(xué)者張浩、Liu Chun Xiao，以及荷蘭學(xué)者Saša Gazibegović。

荷蘭學(xué)者Saša Gazibegović，量子物理硬件工程師，埃因霍芬理工大學(xué)博士，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入光刻機(jī)巨頭ASML工作。

Liu Chun Xiao，本科畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)物理系，在馬里蘭大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前仍然在代爾夫特理工大學(xué)做博士后。

張浩，本科畢業(yè)于北京大學(xué)物理系，在杜克大學(xué)取得博士學(xué)位。目前在清華大學(xué)物理系做副教授。

被撤稿的論文，是他在代爾夫特理工大學(xué)做博士后時(shí)的研究。

張浩除了是本文一作，還是共同通訊作者。

Nature在3月10日發(fā)表的官方文章中提到，他們?cè)?jīng)詢問過張浩和Kouwenhoven教授，如何評(píng)價(jià)其他科學(xué)家列出的質(zhì)疑證據(jù)，但沒有得到回復(fù).

目前，無論是學(xué)校、Nature、還是微軟方面，沒使用諸如“造假”、“學(xué)術(shù)不端”等措辭。

但在正式撤稿聲明發(fā)布后，謝爾蓋·弗羅洛夫表達(dá)了自己的聲音：

這是科學(xué)！ 要認(rèn)真研究，不清楚的，要問什么。如果從這次事件中不吸取教訓(xùn)，我們就沒有未來。、