微軟發表最新Majorana 2量子處理器 效能提升1000倍

位於丹麥靈比的微軟先進量子實驗室中，微軟團隊運用agentic AI協助開發更可靠的拓撲量子位元。圖／微軟提供

微軟今（3）日發表最新拓樸量子晶片Majorana 2，採用新一代材料堆疊設計，並將量子位元的可靠性提升至前一代的1000倍。伴隨着這項進展，微軟預期將在2029年底前實現可擴展量子電腦的目標，較原先規劃時程縮短一半。

透過近期專爲加速科學研究流程與協作而設計的agentic AI最新進展，微軟量子團隊正在突破長期限制將量子運算應用於實際場景的關鍵挑戰，包括可靠性、速度與規模。例如，新晶片的量子位元能維持其量子態的時間比第一代延長1000倍，從而實現更可靠的運算。其他常見方法通常以微秒衡量量子位元的「壽命」，而Majorana 2則提供平均20秒的量子位元壽命，部分情況甚至可長達一分鐘。這樣的突破，大約相當於手機的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。

這種卓越的可靠性、極快的運算速度（以微秒爲單位的運作），以及極小的量子位元尺寸（約爲百分之一毫米），促使團隊得以在2029年底前實現具備商業價值、可擴展量子電腦的發展路徑。微軟認爲，這樣的電腦將能解決目前在全球健康、糧食供應、永續發展與能源生產等領域中難以克服的複雜問題。

微軟技術院士Chetan Nayak表示：「我們需要逐年持續進步才能更接近我們的目標，也就是打造出一臺具有極大商業與社會價值的電腦。我們必須沿着既定的路線持續前進才能實現這個目標，但相較於去年的進展，可以說我們已經做得好1000倍。」

微軟表示，去年剛發表的Majorana 1之所以具有革命性意義，是因爲它採用特殊材料拓樸超導體（topological superconductor），能夠創造全新的物質狀態，使量子運算更加穩定。爲了改進最初的概念驗證成果，團隊重新檢視並調整材料堆疊。

最初Majorana超導體使用鋁，但Majorana 2則改用鉛，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。在量子電腦中，鉛超導體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。然而，研究團隊花費多年時間才找到克服其他權衡取捨的方法。Nayak表示：「這是一項相當大的更動，而它確實顯著提升裝置的品質。」

微軟發表最新拓樸量子晶片Majorana 2，採用新一代材料堆疊設計，並將量子位元的可靠性提升至前一代的1000倍。圖／微軟提供

微軟新一代拓樸量子晶片Majorana 2以Microsoft Discovery的agentic AI協助完成開發。圖／微軟提供