【大紀元記者薛明珠編譯報導】微軟於2月19日（週三），發布全球首款由拓撲導體驅動的量子晶片「Majorana 1」，標誌著量子計算技術的重要里程碑。這款晶片預計在未來數年內，推動量子計算機實現重大突破，為解決複雜的工業與社會問題奠定基礎。
微軟官方部落格表示，正如半導體技術促成了智慧型手機與電腦的發展，拓撲導體將為百萬量子位元的量子系統開啟新時代。
技術核心：拓撲導體與馬約拉納粒子
微軟歷經近20年的研發，成功開發出拓撲導體，利用砷化銦（半導體）與鋁（超導體），以原子級精確度製造拓撲導線——所謂「量子時代的晶體管」。當這些導線在接近絕對零度的環境中冷卻，並施加磁場調節後，會在兩端生成馬約拉納零模（Majorana Zero Mode, MZM）狀態。
這種奇異的馬約拉納粒子（Majoranas）不在自然界中存在，需通過磁場與超導體誘導產生，其創造與穩定性由《自然》（Nature）雜誌同行評審確認。
馬約拉納粒子能隱藏並保護量子資訊免受隨機干擾，使量子位元更穩健。微軟開發的精確測量技術，可分辨超導線中十億個與十億零一個電子的差異，並通過電壓脈衝實現數位控制，簡化了量子計算過程。
Majorana 1 的特點與優勢
「Majorana 1」是一款手掌大小的晶片，內含八個拓撲量子位元，並具備可擴展至百萬量子位元的架構。該晶片需在稀釋冷凍機等特定環境中運行，搭配與人工智慧及傳統電腦整合的軟體架構。其量子位元尺寸適中，無需龐大設備即可實現個別控制，易於部署於Azure資料中心。相較於其它量子位元，拓撲量子位元的實用性與可擴展性更勝一籌。
潛在應用與影響
理論上，量子計算的運算速度呈2ⁿ指數級增長，能在數秒內解決傳統超級電腦需數萬年計算的問題。Majorana 1 的百萬量子位元能力，遠超全球傳統電腦總和，可應用於以下領域：
化學與材料科學：解決腐蝕與裂縫問題，開發自修復材料（如修補橋樑、飛機部件），或分解微塑膠為無害物質。
醫療與農業：精確計算酶行為，提升土壤肥力或促進惡劣氣候下的食物生長，助力消除全球饑餓。
產品設計：結合AI實現「一次完美設計」，革新醫療到產品開發流程，無需多年試錯。
微軟技術院士Chetan Nayak表示：「量子技術若無通往百萬量子位元的路徑，將在解決重大問題前陷入瓶頸。我們已找到這條路。」
挑戰與突破
過去，馬約拉納粒子的製造極具挑戰，因其不存在於自然界，且需精確材料與環境條件，這也是其它量子研究聚焦不同量子位元的原因。微軟克服此難題，其成果獲《自然》雜誌認可，並促使美國國防高級研究計劃局（DARPA），將微軟納入「實用規模量子運算未充分探索系統」（US2QC)計畫最終階段，與另一家公司共同評估其商業化潛力。DARPA作為專注國家安全突破性技術的聯邦機構，凸顯此技術的戰略意義。
微軟的這項研究成果，已於週三發表於《自然》雜誌。◇
