微軟日前公布了有關(guān)開發(fā)拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)的最新消息，這種新型量子計算機(jī)理論上要比當(dāng)前技術(shù)更快、更可靠。

微軟透露，微軟的研究人員最近克服了制造這種計算機(jī)的“重大障礙”。

現(xiàn)有的量子計算機(jī)在進(jìn)行計算時很容易出錯，所以實(shí)際應(yīng)用十分有限。出現(xiàn)計算錯誤是由于量子計算機(jī)的基本組成部分(量子位)經(jīng)常在不應(yīng)該刪除或修改信息時刪除或修改了信息，如果存在數(shù)據(jù)被意外修改的風(fēng)險，那么就很難對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)——也就是微軟眼下正在打造的這種量子計算機(jī)——理論上要比當(dāng)前系統(tǒng)不容易出現(xiàn)這種計算錯誤，也就會讓量子計算技術(shù)更容易承載復(fù)雜的計算任務(wù)。微軟認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)可能是促進(jìn)大規(guī)模量子計算機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵。

然而在實(shí)踐中，構(gòu)建拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)是非常困的難。微軟今天公布了有關(guān)開發(fā)這種計算機(jī)的更新信息，稱他們的科學(xué)家已經(jīng)達(dá)到了研究上的一個里程碑，可以顯著推進(jìn)該項(xiàng)目。

拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)使用名為Majorana零模式的準(zhǔn)粒子來進(jìn)行計算。準(zhǔn)粒子是一種物理現(xiàn)象，與粒子(例如電子和原子)具有某些相似性，但不是粒子。微軟今天表示，微軟的研究人員已經(jīng)找到了一種方法，可以生成拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)所必需的Majorana零模式。

微軟還借助Majorana零模找到了產(chǎn)生另一種物理現(xiàn)象的方法，稱為拓?fù)涑瑢?dǎo)相，這是在特定條件下出現(xiàn)超導(dǎo)材料的一種特性，它對于促進(jìn)拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)數(shù)據(jù)處理是很有必要的。

據(jù)微軟稱，研究人員使用一種將半導(dǎo)體與超導(dǎo)元素相結(jié)合的特制設(shè)備，以創(chuàng)造準(zhǔn)粒子和拓?fù)涑瑢?dǎo)相。該設(shè)備在冷卻到接近絕對零溫度的工業(yè)冰箱內(nèi)運(yùn)行，而且微軟已經(jīng)制作了該設(shè)備的多個版本，并在模擬環(huán)境中對其進(jìn)行了測試。

為了驗(yàn)證該技術(shù)的有效性，微軟評估了一種名為拓?fù)溟g隙的硬件屬性，這種屬性可提供處理可靠性數(shù)據(jù)的指標(biāo)。能夠可靠地處理數(shù)據(jù)，是拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)相對于其他量子計算機(jī)的一個主要優(yōu)勢。微軟稱，評估結(jié)果表明，該技術(shù)可以提供一條可行的商業(yè)化途徑。

微軟量子硬件集團(tuán)總經(jīng)理Chetan Nayak在一篇博文中這樣寫道：“我們的團(tuán)隊測量了超過30 μeV的拓?fù)溟g隙，而且這是實(shí)驗(yàn)環(huán)境下噪音水平的3倍多，溫度也要更高，說明這是一個很強(qiáng)大的特性?！?/p>

他說：“這既是一次具有里程碑意義的科學(xué)進(jìn)步，也是拓?fù)淞孔佑嬎阒玫年P(guān)鍵一步。我們的結(jié)果得到了詳盡測量和嚴(yán)格數(shù)據(jù)驗(yàn)證程序的支持?！?/p>

他表示，下一步將是利用微軟在構(gòu)建拓?fù)淞孔游坏难芯恐兴_發(fā)的多種方法，最終微軟計劃把大量這樣的量子位組裝成一臺功能正常的量子計算機(jī)。據(jù)微軟估計，一個芯片能上可容納超過一百萬個拓?fù)淞孔游弧?/p>

他這樣寫道：“在基礎(chǔ)物理層面的展示之后，下一步就是拓?fù)淞孔游涣恕Ｎ覀兗僭O(shè)拓?fù)淞孔游慌c其他量子位相比，是把速度、大小和穩(wěn)定性進(jìn)行了有利的組合。我們相信最終量子位將有助于在未來實(shí)現(xiàn)完全可擴(kuò)展的量子計算機(jī)，從而讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)有關(guān)量子計算的全部承諾，解決社會面臨的最復(fù)雜的、最緊迫的挑戰(zhàn)。”