微軟日前公布了有關開發拓撲量子計算機的最新消息，這種新型量子計算機理論上要比當前技術更快、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的“重大障礙”。

現有的量子計算機在進行計算時很容易出錯，所以實際應用十分有限。出現計算錯誤是由于量子計算機的基本組成部分(量子位)經常在不應該刪除或修改信息時刪除或修改了信息，如果存在數據被意外修改的風險，那么就很難對數據進行處理。

拓撲量子計算機——也就是微軟眼下正在打造的這種量子計算機——理論上要比當前系統不容易出現這種計算錯誤，也就會讓量子計算技術更容易承載復雜的計算任務。微軟認為，這項技術可能是促進大規模量子計算機發展的關鍵。

然而在實踐中，構建拓撲量子計算機是非常困的難。微軟今天公布了有關開發這種計算機的更新信息，稱他們的科學家已經達到了研究上的一個里程碑，可以顯著推進該項目。

拓撲量子計算機使用名為Majorana零模式的準粒子來進行計算。準粒子是一種物理現象，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找到了一種方法，可以生成拓撲量子計算機所必需的Majorana零模式。

微軟還借助Majorana零模找到了產生另一種物理現象的方法，稱為拓撲超導相，這是在特定條件下出現超導材料的一種特性，它對于促進拓撲量子計算機數據處理是很有必要的。

據微軟稱，研究人員使用一種將半導體與超導元素相結合的特制設備，以創造準粒子和拓撲超導相。該設備在冷卻到接近絕對零溫度的工業冰箱內運行，而且微軟已經制作了該設備的多個版本，并在模擬環境中對其進行了測試。

為了驗證該技術的有效性，微軟評估了一種名為拓撲間隙的硬件屬性，這種屬性可提供處理可靠性數據的指標。能夠可靠地處理數據，是拓撲量子計算機相對于其他量子計算機的一個主要優勢。微軟稱，評估結果表明，該技術可以提供一條可行的商業化途徑。

微軟量子硬件集團總經理Chetan Nayak在一篇博文中這樣寫道：“我們的團隊測量了超過30 μeV的拓撲間隙，而且這是實驗環境下噪音水平的3倍多，溫度也要更高，說明這是一個很強大的特性。”

他說：“這既是一次具有里程碑意義的科學進步，也是拓撲量子計算之旅的關鍵一步。我們的結果得到了詳盡測量和嚴格數據驗證程序的支持。”

他表示，下一步將是利用微軟在構建拓撲量子位的研究中所開發的多種方法，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。據微軟估計，一個芯片能上可容納超過一百萬個拓撲量子位。

他這樣寫道：“在基礎物理層面的展示之后，下一步就是拓撲量子位了。我們假設拓撲量子位與其他量子位相比，是把速度、大小和穩定性進行了有利的組合。我們相信最終量子位將有助于在未來實現完全可擴展的量子計算機，從而讓我們能夠實現有關量子計算的全部承諾，解決社會面臨的最復雜的、最緊迫的挑戰。”