微軟日前公布了有關(guān)開(kāi)發(fā)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)的最新消息，這種新型量子計(jì)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(jì)算機(jī)的“重大障礙”。

現(xiàn)有的量子計(jì)算機(jī)在進(jìn)行計(jì)算時(shí)很容易出錯(cuò)，所以實(shí)際應(yīng)用十分有限。出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤是由于量子計(jì)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(shí)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(xiǎn)，那么就很難對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)——也就是微軟眼下正在打造的這種量子計(jì)算機(jī)——理論上要比當(dāng)前系統(tǒng)不容易出現(xiàn)這種計(jì)算錯(cuò)誤，也就會(huì)讓量子計(jì)算技術(shù)更容易承載復(fù)雜的計(jì)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(jì)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?jì)算機(jī)是非常困的難。微軟今天公布了有關(guān)開(kāi)發(fā)這種計(jì)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(gè)里程碑，可以顯著推進(jìn)該項(xiàng)目。

拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)使用名為Majorana零模式的準(zhǔn)粒子來(lái)進(jìn)行計(jì)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?jì)算機(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(duì)于促進(jìn)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(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(duì)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(gè)版本，并在模擬環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。

為了驗(yàn)證該技術(shù)的有效性，微軟評(píng)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?jì)算機(jī)相對(duì)于其他量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。微軟稱，評(píng)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(duì)測(cè)量了超過(guò)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(shuō)明這是一個(gè)很強(qiáng)大的特性?！?/p>

他說(shuō)：“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?jì)算之旅的關(guān)鍵一步。我們的結(jié)果得到了詳盡測(cè)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_(kāi)發(fā)的多種方法，最終微軟計(jì)劃把大量這樣的量子位組裝成一臺(tái)功能正常的量子計(jì)算機(jī)。據(jù)微軟估計(jì)，一個(gè)芯片能上可容納超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)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?。我們假設(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(lái)實(shí)現(xiàn)完全可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)，從而讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)有關(guān)量子計(jì)算的全部承諾，解決社會(huì)面臨的最復(fù)雜的、最緊迫的挑戰(zhàn)?！?/p>