微軟Majorana 2拓樸量子晶片問世 量子位元可靠性增千倍

微軟（Microsoft）3日發表新一代拓樸量子晶片Majorana 2，透過全新材料堆疊設計，成功將量子位元（Qubit）可靠性提升至前一代的1,000倍，並預期於2029年底前實現具商業價值、可擴展量子電腦的目標，較原先規劃時程縮短約一半。

量子電腦被視為下一代運算技術的重要里程碑，但量子位元容易受到外界干擾而失去量子態，始終是產業面臨的主要技術瓶頸。

微軟此次發表的Majorana 2採用全新材料架構，使量子位元維持量子態的時間大幅延長，平均可達20秒，部份情況甚至可長達1分鐘。相較於目前業界多以微秒計算量子位元壽命，這項進展被微軟形容為「手機續航力從原本的一天耗盡，大幅提升至充電一次就能使用近三年」的等級。

憑藉更高的可靠性、極快的運算速度（以微秒為單位的運作），以及僅約百分之一毫米的微小量子位元設計，微軟認為已逐步建立通往可擴展量子電腦的發展路徑，並預期可於2029年底前實現具商業價值的量子電腦。

為進一步提升量子位元穩定性，Majorana 2也重新設計材料堆疊。去年發表的Majorana 1被視為量子運算領域的重要突破，關鍵在於採用特殊材料打造的「拓樸超導體（Topological Superconductor）」，能創造全新的物質狀態，進一步讓量子運算更穩定。

而為了進一步優化這項技術，微軟團隊重新檢視並調整材料堆疊設計。在材料選擇上，最初的Majorana採用鋁作為超導體，而Majorana 2則改用「鉛超導體」，微軟指出，鉛在醫療與工業環境中常用於防護人體與設備免受輻射影響；而在量子電腦中，鉛超導體則有助於保護脆弱的量子位元，免於遭受可能導致不穩定的宇宙干擾。

微軟認為，當可擴展量子電腦問世後，除了有望解決全球健康、糧食供應、能源生產及永續發展等重大挑戰外，也可能加速新藥開發與新材料研究，為科學研究與產業創新帶來全新可能。