微軟創(chuàng)造出具有馬約拉納零模和可測量拓撲間隙的量子相位的設備，為創(chuàng)建拓撲量子比特和可擴展性量子計算機鋪平了道路。圖片來源：微軟創(chuàng)新故事網(wǎng)站
科技日報實習記者 張佳欣
據(jù)微軟創(chuàng)新故事網(wǎng)站14日最新消息，微軟Azure量子系統(tǒng)朝著創(chuàng)建拓撲量子位邁出了關鍵一步，其研究人員發(fā)現(xiàn)了被稱為“馬約拉納零模”現(xiàn)象的證據(jù)，構建了可擴展的拓撲量子比特，這是其建造通用量子計算機計劃的關鍵，或將為拓撲量子計算鋪平道路。
量子計算本身就是一個奇怪的概念：與經(jīng)典計算的1或0相比，量子計算同時處理量子比特，即可以同時表示1和0，直到結果被讀出。
微軟正試圖為“全?！绷孔佑嬎阆到y(tǒng)構建硬件和軟件，這些系統(tǒng)可以承擔更廣泛的應用。微軟公司選擇了一種特別的技術策略，包括在拓撲超導導線上誘導量子態(tài)。為了保持這些量子態(tài)的穩(wěn)定，這些導線將在兩端放置馬約拉納零模。
拓撲量子比特是微軟構建量子計算機方法的基礎，預計該計算機比使用其他類型的已知量子比特構建的機器更穩(wěn)定，可擴展性“無與倫比”。與目前正在開發(fā)的其他類型的量子比特相比，拓撲量子比特有望使計算機運行速度更快、體積更小并且更不容易丟失信息。微軟認為，創(chuàng)建更穩(wěn)定的拓撲量子比特是構建工業(yè)規(guī)模量子機器的最清晰、最快的途徑。
此次，微軟創(chuàng)造和維持具有馬約拉納零模和可測量拓撲間隙的量子相位的能力消除了產(chǎn)生拓撲量子比特的最大障礙。
自1937年以來，馬約拉納零模一直是理論感興趣的話題，但幾十年來，它們一直只停留在理論領域。馬約拉納零模的特異之處在于它具有非阿貝爾統(tǒng)計特性，可以用來實現(xiàn)拓撲量子計算。拓撲量子計算機的優(yōu)勢是，它對外在噪聲的抵抗力比普通的量子計算機更強，更具魯棒性。
去年，研究人員對微軟Azure量子系統(tǒng)的實驗量子設備的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，有跡象表明，在一根精確調(diào)諧的納米線的兩端都存在馬約拉納零模。電導數(shù)據(jù)中的其他信號指向了所謂的拓撲間隙的打開和關閉——這是另一個表明探測成功的跡象。
微軟表示，硬件團隊已經(jīng)邀請了一個外部專家委員會來審查和驗證這些發(fā)現(xiàn)。盡管還需更多研究來創(chuàng)建拓撲量子比特和可擴展量子計算機，但他們相信自己已經(jīng)走在了正確的道路上。
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