微软公司周三宣布推出该公司首款量子计算芯片，名叫 Majorana 1。
微软表示，其 Majorana 1 芯片在一块便签纸大小的硬件上集成了 8 个量子比特（qubits），这些是量子计算的基本构建单元。微软设想，未来该芯片最终能容纳 100 万个量子比特。目前，该芯片的能力仅限于解决数学问题，以证明其可控性。但微软的工程师表示，它的发展已经足够成熟，可以作为未来量子计算机的基础。
<img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/37361555-bd0b-45d9-a2e4-f9c6713bfb7a.jpeg?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="319" height="300" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/37361555-bd0b-45d9-a2e4-f9c6713bfb7a.jpeg"/>
分析认为，微软的这一宣布表明，该公司工程师已经找到了一种方法，可以在量子计算所需的粒子中构建一个系统，未来可能用于数据中心，并推动化学、医疗等领域的进步。关于该芯片的部分研究成果，微软称之为 “拓扑导体”（topoconductor），并于周三发表在《自然（Nature）》期刊上。
负责推进量子计算和其他前沿技术商业化的微软执行副总裁 Jason Zander 说，
<blockquote>
“科学家早在 1937 年就提出了这个理论，我们花了近 100 年的时间来证明它。现在，我们可以利用它。很多人猜测我们距离真正的量子计算还有几十年，但我们认为更可能是几年。“
</blockquote>
<h2>量子计算的突破性进展</h2>
尽管量子计算的突破已经被预测了近十年，但最近几个月的多项公告表明，这项技术正在逐步接近实际应用。
与传统计算机的基础架构不同，无论是 iPhone 还是数据中心的超级计算机，所有计算机都以比特（bits）处理信息，每个比特要么是 0，要么是 1。然而，量子比特（qubits）表示的是 0 和 1 的概率状态，在某些情况下，它们可以同时表现为 0 和 1。
由于这种灵活性，一串量子比特可以同时计算多个可能性，从而解决传统计算机因其严格受限于 0 和 1 而无法处理的问题。例如，Alphabet 在去年 12 月宣布，其最新的量子芯片用 5 分钟解决了一个问题，而传统计算机可能需要比宇宙的年龄还长的时间才能计算出来。
然而，谷歌、微软以及众多专注于量子计算的初创公司都面临着一个共同的难题——量子计算的高错误率。
例如，量子比特的生成和电子控制需要在极低温度和无噪音环境下进行，因为任何多余的热量或声波都可能导致错误。在实验过程中，这些量子粒子可能在不到一秒钟的时间内 “闪现” 并消失，而纠正这些错误的难度甚至比创造这些粒子本身更大。
<h2>微软的独特路径：Majorana 量子比特</h2>
微软自 2004 年起就开始研究量子计算，并采用了一种不同于大多数公司的方法，重点关注如何减少计算误差，特别是利用 Majorana 准粒子（Majorana quasiparticles），这一概念最早由意大利物理学家 Majorana 在 1930 年代提出。
微软认为，与其他方法生成的量子比特相比，Majorana 量子比特更不容易受到比特翻转（即 0 和 1 之间的无意转换）的影响，因此能提供更稳定的计算能力。
为了隔离和控制 Majorana 准粒子，微软逐个原子地组装了一系列砷化铟（indium-arsenide）材料，并将铝（aluminum）纳米线连接成一个 H 型结构。当该结构被冷却到接近绝对零度并受到磁场的精确调控时，Majorana 准粒子会在字母 “H” 的四个端点形成，从而生成一个量子比特。该量子比特通过微波信号发出可读的 0 和 1，并且该结构可以在芯片上重复部署，从而实现大规模集成。
<h2>仍属早期研究状态 但带动量子计算概念股走高</h2>
根据报道，与微软计划通过 Azure 公有云提供其定制人工智能芯片 Maia 100 不同，微软目前不会让客户使用 Majorana 1 芯片。相反，该芯片是朝着在单个芯片上实现百万量子比特目标迈出的重要一步，这一目标基于长期的物理研究。
此外，微软并未依赖台积电（TSMC）或其他公司进行芯片制造，而是在美国本土自行制造 Majorana 1 的组件。这主要得益于该芯片仍处于小规模研究阶段。
微软执行副总裁 Jason Zander 在接受媒体采访时表示：
<blockquote>
“我们希望先实现几百个量子比特，然后再开始讨论商业可靠性的问题。”
</blockquote>
与此同时，微软将与国家实验室和高校合作，利用 Majorana 1 开展研究。
尽管当前重点是研究，但投资者对量子计算的兴趣极大。微软发布 Majorana 1 芯片後，IonQ 和 Rigetti 股价分别跳涨 3% 和 6% 左右。
IonQ 的股价在 2024 年上涨了 237%，而 Rigetti 股价飙升近 1500%。两家公司在 2024 年第三季度的总收入为 1480 万美元。此外，今年 1 月，微软发布博文，称 2025 年是 “做好量子计算准备的一年”，进一步推动了相关股票上涨。
分析认为，量子计算可能不会成为一个独立的计算领域，而是提升微软其他业务，例如人工智能（AI）。微软的 AI 业务年化收入已超过 130 亿美元，Zander 表示，量子计算机可以生成数据，用于训练 AI 模型。
<blockquote>
“现在，你可以让 AI 发明新的分子、研发新药，这些在过去几乎是不可能做到的。”
</blockquote>
<h2>微软发布 Muse AI：如何 “看、学、玩” 得像人类</h2>
除了量子芯片，微软周三还发布了 Muse AI，该模型能够理解并生成复杂的游戏序列，同时保持一致的物理规律和角色行为，用于创建视频游戏场景。这款工具的数据来自 Xbox 玩家和他们的游戏手柄。
让 AI 能够像人类一样理解和交互三维空间一直是 AI 领域被认为遥不可及的目标。但微软表示，Muse 通过观察 Xbox 游戏《Bleeding Edge》长达七年的玩家操作记录，不同于传统依赖文本或静态图像的 AI 模型，可以实现 “实际理解”（practical understanding）、掌握物体、角色和环境如何在三维空间中随时间互动。
微软研究院高级首席研究经理 Katja Hofmann 在接受媒体采访时表示：
<blockquote>
“该模型的架构对游戏本身是无关的，唯一的需求是访问一个合适的数据集。”
</blockquote>
媒体报道称，微软的研究团队设计 Muse 时，采用了最通用的数据格式，即 “人类接口”（human interface）——结合视觉数据和控制器操作来训练 AI 模型。这使得 Muse 能够生成最长达两分钟的连贯游戏序列，而这在三维世界中维持物理一致性和角色行为稳定性是一个重要的技术成就。
该系统仅需一秒钟的游戏画面作为输入，就能生成符合物理规律的复杂场景。
然而，该技术仍然存在一定局限性。Hofmann 表示，
<blockquote>
“图像分辨率固定为 300×180 像素。模型大小和速度之间存在权衡，我们最大的、最稳定的模型在推理时间上也最慢。”
</blockquote>
<h2>网友：不是我不明白，这世界变化快</h2>
微软量子芯片的出炉，让一些网友感叹科技发展太快：
<img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/0c3672ab-4940-4fa7-9a13-51da670d7b77.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1178" height="586" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/0c3672ab-4940-4fa7-9a13-51da670d7b77.png"/>
<blockquote>
人们还没有看到更大的图景——科技远远超出了你在外界看到和听到的一切。通用人工智能（AGI）将在 100 天内实现。超人工智能（ASI）将在 2 年内诞生。在接下来的 2 到 5 年内，你生活中的技术和经济将被彻底重塑，变化之大将超出你的想象。该怎么办？让自己健康起来，学会创造价值，提升沟通能力，并带领他人前行。掌控你的思想、情绪和健康，建立深厚的友谊、家庭、使命和伙伴关系——这是未来唯一真正 “自主” 的游戏。
朋友们，一场疯狂的变革即将到来。
</blockquote>
还有网友表示，虽然量子计算距离走入人类日常还很远，但影响力不可小觑，这将进一步加速 AI 的发展，十年后的世界将完全不同。
<img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/d3ebb45a-ce9b-4281-b110-8a053b3c8158.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1178" height="492" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/d3ebb45a-ce9b-4281-b110-8a053b3c8158.png"/>
也有网友对量子比特的不稳定性感到担忧：
<img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/d1836d24-232d-49cf-9bc5-72099bf6baec.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1178" height="276" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/d1836d24-232d-49cf-9bc5-72099bf6baec.png"/>
<blockquote>
好的。那么这意味着什么？我们解决了硬件问题，但如果量子比特的稳定状态问题还没有解决，我们又如何能确定硬件能够正常工作呢？
</blockquote>
还有网友对量子计算的安全问题感到担忧：
<img src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/b4ce1845-748d-4074-8690-451fed53642b.png?x-oss-process=image/auto-orient,1/interlace,1/resize,w_1440,h_1440/quality,q_95/format,jpg" width="1178" height="1092" original-src="https://imageproxy.pbkrs.com/https://wpimg-wscn.awtmt.com/b4ce1845-748d-4074-8690-451fed53642b.png"/>
<blockquote>
你们并没有详细说明这种 “新的拓扑物质状态”，可能是因为它属于你们芯片的专有技术。
其影响意味着量子芯片的消费者普及，因此我希望微软在发布之前能对加密安全问题做出一些说明。
鉴于量子比特数量是突破加密限制的关键因素……它现在是否已经能够破解对称加密（如 AES 或 RSA）？如果这么多量子比特落入不良行为者之手，可能会对全球产生深远影响。
到底是怎么回事？你们有在研究这个问题吗？微软是否也计划在量子加密领域引领潮流？
你能想象吗？如果未来所有传统计算机都需要配备量子芯片，以适应新的加密标准，那将意味着什么？
</blockquote>

微软

微软首发量子计算芯片，名叫 Majorana 1，并表示如今人类距离实现真正的量子计算只剩” 几年” 时间。分析认为，量子计算可能不会成为一个独立的计算领域，而是提升微软其他业务，例如人工智能（AI）。微软表示，量子计算机可以生成数据，用于训练 AI 模型。同时，微软也发表了首发生成式人工智能工具 Muse，用于创建视频游戏场景，这款工具的数据来自 Xbox 玩家和他们的游戏手柄。

- 微软推出首款量子计算芯片 Majorana 1，集成 8 个量子比特。  
- 该芯片未来目标是容纳 100 万个量子比特，推动量子计算发展。  
- 投资者对量子计算兴趣激增，相关公司股价上涨。  

华尔街见闻

谷歌-C

微软首发量子计算芯片 + 游戏类生成式 AI 工具，量子计算概念股走高