Microsoft 近日公佈了其下一代量子晶片 Majorana 2，聲稱在量子比特的可靠性上實現了 1,000 倍的提升，並加快了向商業化量子電腦的邁進步伐。該公司表示，這款新晶片是在 Microsoft Discovery 的協助下開發的，該平台是一個旨在加速科學研究的自主人工智能系統。Microsoft 現在預期能在 2029 年實現可擴展的量子電腦，將其先前的時間表縮短了一半。Majorana 2 建立在 Microsoft 於 2025 年推出的 Majorana 1 的拓撲量子計算方法之上。
新晶片使用了更新的材料堆疊，並擁有更穩定的量子比特，這些量子比特是量子電腦的基本構件。
Microsoft 量子晶片 Majorana 2 提升了量子比特的可靠性
根據 Microsoft 的説法，Majorana 2 的平均量子比特壽命現在為 20 秒，其中一些量子比特甚至能持續長達一分鐘。這標誌著相較於前一代的重大改進，並有助於解決量子計算的一個主要挑戰：維持脆弱的量子狀態以足夠長的時間進行有用的計算。該公司表示，Majorana 2 之所以能實現這種可靠性，主要是通過對其材料設計進行更改。與 Majorana 1 使用鋁基超導體不同，新晶片使用鉛，這種材料更適合屏蔽量子比特，避免外部幹擾造成錯誤。
Microsoft 技術研究員 Chetan Nayak 表示：「我們需要每年進行改進，以使我們更接近交付一台我們相信會具有巨大商業和社會價值的電腦。我們必須不斷按照這一藍圖向前推進，但與去年相比，我們已經提高了 1,000 倍。」Microsoft 表示，改進的量子比特穩定性，加上以微秒為單位的操作速度和極小的量子比特尺寸，增強了其在十年內實現可擴展量子電腦的信心。該公司還強調了 Microsoft Discovery 在加速開發中的作用。
Microsoft Discovery 平台利用自主人工智能代理，協助研究人員進行數據和工作流程管理、測量分析和生產問題識別等任務。Microsoft 的量子團隊利用自主人工智能自動化複雜測量，優化製造過程，分析數十年的研究數據，並揭示先前未曾注意到的影響設備性能的問題。Nayak 表示：「自主人工智能幾乎滲透到我們所做的每一件事中，它已成為我們工作流程中一個非常自然的部分。」Microsoft 指出，人工智能代理能幫助研究人員在多個科學領域處理信息，生成假設，並識別人類難以檢測的模式。
Microsoft 同時宣佈了 Microsoft Discovery 的正式可用性，允許組織部署人工智能代理進行科學和工程研究。該公司還介紹了一個預覽版本的 Microsoft Discovery 應用程式，個人用户可以使用 GitHub Copilot 帳號下載並在本地運行。此公告恰逢科技公司競相使量子計算實用於藥物發現、材料科學、能源生產和物流優化等現實應用。關於 Majorana 2 的量子比特性能的研究論文《InAs-Pb 裝置中的 20 秒平衡壽命》也可通過 Microsoft 獲取。
項目 規格 量子比特壽命 平均 20 秒，部分可達 1 分鐘 材料 鉛基 操作速度 微秒級
