在漫威的《钢铁侠 2》中，主角托尼·斯塔克创造了一种新元素，为他胸口的电弧反应堆和他在超级英雄模式下穿着的机甲套装提供动力。对于科幻迷来说，它仍然是最酷的电影场景之一。微软通过创造一种新的物质状态，成功地在 2025 年实现了同样的目标。
今天早些时候，这家科技巨头推出了世界上第一个量子计算芯片 Majorana 1，这一突破引起了整个科技界的关注。该公司花费数年时间打造这款芯片，并取得了多项突破。
但没有一个听起来比开发一种新的物质状态更令人印象深刻。物质存在三种基本状态——固体、液体和气体——以及两种奇异的形式，即等离子体和玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。微软创造了所谓的物质拓扑状态。
该公司表示：“这一突破需要开发一种由砷化铟和铝制成的全新材料堆栈，其中大部分是微软逐个原子设计和制造的。”
对我们刚刚宣布的量子计算突破的几点思考……
我们大多数人在成长过程中都知道重要的物质分为三种主要类型：固体、液体和气体。今天，情况发生了变化。
经过近 20 年的追求，我们创造了一个全新的状态…… pic.twitter.com/Vp4sxMHNjc
—萨蒂亚·纳德拉 (@satyanadella) 2025 年 2 月 19 日
该公司在技术上创造了一种名为“马约拉纳”的新型粒子，它所驱动的量子芯片也因此得名。微软声称，到目前为止，这种物质状态只存在于理论上。
它是两个主要组件的混合衍生品：作为超导单元的铝带，而半导体单元由一种称为砷化铟（InAs）的化学物质制成。
该公司补充道：“当冷却至接近绝对零并通过磁场进行调谐时，这些设备会形成拓扑超导纳米线，其末端具有马约拉纳零模式（MZM）。”
为什么量子计算是未来？
量子计算的基本模块是量子位，它类似于经典计算机核心的位。对于马约拉纳驱动的量子计算机，MZM 充当量子位的基础材料。
现在，可以通过多种方式创建量子位。微软的迭代依赖于该公司所谓的拓扑量子位。 Majorana 1 的核心是一个拓扑核心，可以在单个芯片上扩展到一百万个量子位。
微软表示，由于这项创新，他们将在几年而不是几十年内开发出世界上第一个稳定量子计算机的容错原型（FTP）。
值得注意的是，该公司正在承担这项任务，作为政府未充分开发的实用规模量子计算系统 (US2QC) 计划的一部分，该计划由国防高级研究计划局 (DARPA) 运行。
该公司表示：“基础技术已经得到验证，我们相信我们的架构是可扩展的。”微软表示，量子计算的进步将极大地加快科学进程，例如新药的发现、自愈材料的创造、农业的进步等等。
例如，微软与凯斯西储大学的专家一起在量子计算方面开展的工作已经帮助以更快的速度开发癌症扫描，并提高了识别疾病迹象的精度。
这些发展通过实现癌症等疾病的早期检测，更重要的是新药的合成，提供了彻底改变医疗诊断和治疗的潜力。
谷歌在自己的量子计算领域也并没有落后太多。其量子部门负责人 Hartmut Neven 最近声称，量子计算的实际应用将在未来五年内实现。