微软发布新一代拓扑量子芯片 Majorana 2

量子计算中的基本信息单元是量子比特，类似于经典计算机中的二进制比特，但可同时处于多种叠加态，理论上可大幅提升特定类型计算任务的效率。 微软表示，Majorana 2 中的量子比特可靠性较前代提升了约 1000 倍，这一指标被认为是走向可扩展、可实用量子计算的关键门槛之一。

微软量子硬件部门技术院士兼公司副总裁 Chetan Nayak 介绍，为打造 Majorana 2，团队对 Majorana 1 所采用的材料堆叠进行了重构，目标是在器件中获得更加稳定的拓扑相。 在新一代芯片中，Majorana 1 使用的铝超导材料被铅所取代，半导体有源区则升级为砷化铟与砷锑化铟的组合，以改善整体量子性能。

在材料体系更新后，量子比特寿命成为微软重点展示的数据之一。 在基于铝的 Majorana 1 芯片上，量子比特寿命区间仅为 1 至 12 毫秒；而在 Majorana 2 上，量子比特寿命被拉长至超过 20 秒，稳定性提升超过 1000 倍。 微软称，部分量子比特的寿命甚至超过 1 分钟，这被公司视为已足以支撑下一阶段向“实用量子计算”推进。

Nayak 表示，基于这一系列“快速进展”，微软正在加速面向可扩展、实用量子计算机的整体路线图，并将目标时间线“砍半”。 公司目前计划在 2029 年前实现基于拓扑量子比特的容错型原型量子计算机，希望在化学、材料、气候等领域攻克部分传统计算机难以企及的复杂问题。

值得注意的是，微软此次还首次对外开放了在 Majorana 芯片研发过程中内部使用的 Discovery 应用。 官方介绍称，该工具用于在科研与研发项目中引入“代理式”工作流，以辅助材料设计、参数搜索和实验规划等流程。 目前，Discovery 已在 GitHub 上向研究人员开放，用户可通过 GitHub Copilot 账户访问并集成到自身科研工作流程中。