微軟的研究人員有宣布在將信息存儲在異國情調中的設備中的第一個“拓撲Qubit”的創建，這可能是一個重大突破。
同時，研究人員也發表了大自然的論文和路線圖“為了進一步的工作。Majorana1處理器的設計應該適合一百萬個QUAT，這可能足以實現許多重要的量子計算目標 - 例如開裂的加密代碼並更快地設計新藥和材料。
如果微軟的索賠氾濫，該公司可能會超越IBM和Google等競爭對手，他們目前似乎是領導比賽建造一個。
但是，經過同行評審的自然論文僅顯示了研究人員所主張的部分內容，路線圖仍然包括許多要克服的障礙。
雖然Microsoft新聞稿展示了應該是量子計算硬件的內容，但我們對其可以做什麼沒有任何獨立的確認。儘管如此，微軟的消息還是很有希望的。
到現在為止，您可能有一些問題。什麼是拓撲量子？就此而言，什麼是Qubit？為什麼人們想要首先？
量子位很難建造
量子計算機首先在1980年代夢dream以求。如果普通計算機將信息存儲在位時，量子計算機將信息存儲在量子位或Qubits中。
一個普通的位可以具有0或1的值，但是一個量子位（由於量子力學的定律（控制非常小的粒子）可以具有兩者的組合。
如果您想像一個普通的位是可以向上或向下指向的箭頭，則量子是一個可以指向任何方向（或所謂的“疊加”上下的箭頭）。
這意味著對於某些計算，量子計算機比普通計算機要快得多 - 尤其是與非列出代碼和模擬自然系統有關的速度。
到目前為止，一切都很好。但是事實證明，建立真實的量子並獲取信息進出非常困難，因為與外界的互動可以破壞內部精緻的量子狀態。
研究人員使用了許多不同的技術來製作Qubits，這些技術使用被困在電場中的原子或超導體中當前旋轉的渦流。
微小的電線和外來顆粒
微軟採取了一種非常不同的方法來構建其“拓撲量子”。他們使用了所謂的主要顆粒，首先是由意大利物理學家Ettore Majorana於1937年理論上的。
主要是天然存在的顆粒，例如電子或質子。相反，它們僅存在於一種稀有的材料中，稱為拓撲（這需要高級材料設計，必須冷卻至極低的溫度）。
實際上，主要的顆粒是如此的異國情調，通常僅在大學中研究 - 不用於實際應用。
微軟團隊說，他們使用了一條微小的電線，每條電線都被困在兩端，用作量子。他們使用微波爐測量量子的值 - 通過電子是在一根電線中還是另一根電線中表示的。
辮子
為什麼微軟付出了所有這些努力？因為通過將主要顆粒的位置交換（或以某種方式測量它們），因此可以“編織”它們，以便可以無錯誤地測量它們，並且可以抵抗外部干擾。 （這是“拓撲Qubits”的“拓撲”部分。）
從理論上講，使用Majorana顆粒製造的量子計算機可以完全沒有困擾其他設計的量子錯誤。
這就是為什麼微軟選擇了這種看似費力的方法的原因。其他技術更容易出現錯誤，並且可能需要將數百個物理量子位組合在一起，以產生一個可靠的“邏輯量子”。
相反，微軟將其時間和資源投入到開發基於Majorana的Qubits中。當他們是大量子派對晚，他們希望他們能夠迅速趕上。
總有一個捕獲
與往常一樣，如果某事聽起來太好了，那麼就會有一個捕捉。即使對於一台基於Majorana的量子計算機，例如Microsoft宣布的一台計算機，一個操作（稱為T-Gate）也無法在沒有錯誤的情況下實現。
因此，基於Majoraana的量子芯片僅“幾乎沒有錯誤”。但是，糾正T-Gate錯誤比對其他量子平台的一般錯誤校正要簡單得多。
現在怎麼辦？微軟將嘗試通過其路線圖前進，穩步建造越來越大的Qubits。
科學界將密切關注微軟的量子計算處理器的運作方式，以及與其他已經建立的量子計算處理器相比的性能。
同時，對全球大學的主要顆粒顆粒的異國情調和晦澀行為的研究將繼續。
斯蒂芬·雷切爾（Stephan Rachel），物理學院教授，墨爾本大學
