微软周三发布了一款新芯片,宣称量子计算可能在几年内而非几十年内实现,这与谷歌和IBM的观点一致,即计算技术的根本变革比我们想象的要近得多。
量子计算有望执行当今系统需要数百万年才能完成的计算,从而在医学、化学等多个领域解锁新的发现。这些领域中的分子组合可能极为复杂,难以被经典计算机处理。
然而,量子计算机也带来了网络安全的风险。大多数加密技术依赖于破解需要太长时间的假设。量子计算机的最大挑战在于其基本构建块——量子位(qubit),它类似于经典计算中的比特,速度极快但难以控制且容易出错。
微软表示,他们开发的Majorana 1芯片比竞争对手更不易出错,并提供了一篇即将发表在学术期刊《自然》上的科学论文作为证据。
关于实用的量子计算机何时会出现,科技行业的高层人士意见不一。英伟达CEO黄仁勋表示,这项技术还需要二十年才能超越公司的人工智能芯片。而谷歌去年展示了自己的新量子芯片后,则表示商业化的量子计算应用将在五年内到来。IBM则预测大型量子计算机将在2033年上线。
微软的Majorana 1项目已经进行了近二十年,依赖于一种名为Majorana费米子的亚原子粒子。这种粒子的存在早在20世纪30年代就被理论提出,并具有较少出错的特点。然而,物理学家们很难找到并控制这种粒子。
微软称他们使用了铟砷化物和铝制造了Majorana 1芯片,并利用超导纳米线来观察这些粒子,可以使用标准计算设备进行控制。
尽管微软发布的芯片相比谷歌和IBM的竞争对手拥有更少的量子位数,但他们认为由于错误率较低,所需数量也会更少。微软没有给出何时能够制造出超越当前机器的量子计算机的时间表,但公司表示这一目标将在“几年内”而非“几十年”实现。
微软负责长期战略投资的高级副总裁Jason Zander将Majorana 1描述为一种“高风险高回报”的策略。
Zander在接受路透社采访时说:“解决物理问题是最难的部分。没有现成的手册可以参考,我们必须自己发明。”
哈佛大学物理学教授Philip Kim(未参与微软研究)认为Majorana费米子一直是物理学家们热议的话题,并称微软的工作是“令人兴奋的发展”,使该公司成为量子研究领域的前沿。
他表示微软使用传统半导体与奇异超导体相结合的方法似乎是通往可扩展更强芯片的一条好路。
虽然目前还没有这方面的演示(展示),但他们所做的工作非常成功。
总结:本文介绍了微软发布的新款芯片Majorana 1及其在量子计算领域的意义。该芯片旨在减少错误率并加速实现实用的量子计算机的目标。同时提到了其他科技公司在这一领域的进展和预测,并强调了量子计算在多个领域的潜在应用和面临的挑战。