微軟Majorana 1突破量子計算壁壘，太燒腦了！

感覺就像上個星期一樣，我生活中最複雜的計算機謎團還只是2025年哪些表情符號在社交上仍然可以被接受，以及如何解讀Windings字體。

然而，在週三宣佈其Majorana 1量子計算芯片之後，微軟確實是打亂了正常的工作流程。這就給我留下了一個不討好的任務，那就是要設法把這個突破性的消息傳達給你們，還不能讓我們倆的腦袋像超級富豪乘坐的航天飛船那樣從身體上炸飛出去。繫好安全帶。

微軟的Majorana 1量子處理器是世界上第一個基於“拓撲核心架構”構建的處理器，它使用一種新的拓撲導體材料來容納Majorana粒子，這些粒子是構建抗噪聲和抗導致錯誤計算的誤差的拓撲量子比特的基石。

是你的腦袋疼，還是隻有我的疼？

簡單來說：微軟的Majorana 1芯片很重要嗎？是的，很重要。它速度快嗎？非常快。它對普通消費者重要嗎？現在不重要。不管怎樣，我能更深入地給你們解釋量子計算嗎？我本希望你不會問，但我會盡力的。

微軟新推出馬約拉納1號量子芯片的消息，讓我對自己的智力自信大打折扣。在過去幾天裡，我已經數不清自己在谷歌上搜索“像給五歲小孩解釋那樣給我解釋量子計算”的次數了。

每次搜索得到的（至少對我來說）都是一堆語無倫次的科學術語，這些術語要麼沒理解我的表述重點，要麼把每個幼兒園小朋友都描繪成杜奇·豪澤（醫學博士）或者杜奇·卡梅阿洛哈（醫學博士，針對出生年份以2開頭的人而言）那種科學神童。

然而，作爲一個量子門外漢對另一個門外漢，我能給出的最佳描述是這樣的：如果現代計算機使用比特作爲其最小的數據單位（用1或0表示），就像一個電燈開關——可以設置爲開（1）或關（0）——那麼量子計算機使用的是一個量子比特，它更像是一個調光開關——可以是開（1）、關（0）或者介於兩者之間的任何狀態。

讓這個類比更形象些，由於疊加態，一個量子比特可以同時處於所有可能的狀態——這使得它能夠同時對多種可能性進行計算，從而使其比普通比特強大得多、速度也快得多。

強大多少呢？讓我們以另一個量子芯片爲例來看一下。

12月，谷歌宣佈了自己的量子處理器“柳樹（Willow）”，它能夠在5分鐘內使用量子計算機的隨機電路採樣（RCS）基準進行計算。

沒有背景信息的話，這沒什麼意義。然而，與“柳樹”相比，當今最快的超級計算機要花費10的24次冪（10^24）年才能完成同樣的任務。

10的24次冪是多少呢？那就是1後面跟着24個0，這個時間尺度如此之大，以至於它是宇宙估計年齡（137億）的729萬億倍。

谷歌的“柳”（Willow）僅含105個量子比特。微軟的馬約拉納1（Majorana 1）量子處理器從理論上講，在擴展後可容納多達一百萬個量子比特，這會讓該公司一下子躋身量子計算的前沿。

所以，量子計算機速度很快。真的很快。再說了，在安裝谷歌瀏覽器之前，每臺電腦感覺起來都是這樣的。我們還不知道“柳”或者微軟的馬約拉納1芯片對現代計算中吃內存的“怪獸”會作何反應。

遺憾的是，你們當中那些一想到裝着馬約拉納1芯片的Surface筆記本電腦性能會有多好就流口水的人，在量子計算成爲主流之前還得等上幾年。

相反，像馬約拉納1芯片將爲之提供動力的計算機被鎖在無菌且寒冷的實驗室環境中，負責解決非常特殊的小衆問題和進行模擬。

事實上，微軟的馬約拉納1號（Majorana 1）芯片的主要任務之一將是幫助微軟完善更好的馬約拉納量子芯片的設計，使其能夠在數年而非數十年內擴展到百萬量子比特的潛力。

微軟的技術專家 克麗斯塔·斯沃（Krysta Svore）描述了馬約拉納1號芯片的砷化銦拓撲導體是逐個原子構建的，她強調：“理解這些材料極其困難。有了規模化的量子計算機，我們將能夠預測出具有更優性能的材料，用於構建下一代更強大的量子計算機。”

所以，儘管這是一項令人興奮的進展，但短期內不會有人吹噓馬約拉納1號芯片運行《賽博朋克2077》的性能。馬約拉納1號芯片是在那個能徹底改變個人計算的芯片之前的一款芯片。然而，隨着像馬約拉納1號這樣的量子處理器如今伸出援手，計算的量子時代可能比以往任何時候都更接近了。