微軟首款量子運算晶片Majorana 1 耗時17年破繭而出

微軟（Microsoft）19日正式發表首款量子運算晶片Majorana 1，宣示在量子計算領域投入近20年的研究取得重大突破。微軟聲稱，為了打造這款晶片，團隊必須創造出全新的物質狀態「拓撲態（topological state）」，此成果也讓微軟在量子運算技術發展上，正式拉開與Google、IBM及其他競爭對手的級距。

Majorana 1採用8個拓撲量子位元（Topological Qubits），核心材料為砷化銦（indium arsenide）與鋁（aluminum），前者是半導體，後者則是超導體。微軟強調，開發這種材料的難度極高，這也是為何大多數量子計算研究，專注於其他類型的量子位元。

這項技術細節已發表於科學期刊《Nature》，顯示微軟在拓撲量子運算上的學術突破。微軟技術院士Krysta Svore在官方部落格中表示，「開發這些材料的挑戰極大，這也正是我們需要量子電腦的原因，因為理解這些材料本身極為困難」。她補充說明，當量子計算規模化後，將能夠預測擁有更佳特性的材料，為下一代量子計算機奠定基礎。

目前Google、IBM以及新創公司IonQ、Rigetti Computing都在積極開發量子處理器，但微軟的策略有所不同。Google於2019年曾聲稱達成「量子霸權（Quantum Supremacy）」，IBM也推出其超導量子處理器，而微軟則選擇深耕拓撲量子位元，尋求更穩定、更具擴展性的長期發展路線。

值得注意的是，微軟並不會像AI晶片Maia 100一樣，透過「Azure公用雲端平台」讓客戶直接使用Majorana 1；而是將Majorana 1定位為邁向百萬量子位元晶片的第一步，目前仍屬於基礎物理研究階段。微軟執行副總裁Jason Zander受訪時表示，「我們的目標是先達到幾百個量子位元，再談論商業化的可行性」。

與AI晶片製造模式不同，微軟這次並沒有採用台積電（TSMC）或其他晶圓代工廠來生產Majorana 1，而是選擇自行在美國製造。目前量子晶片仍處於小規模研發階段，微軟可以掌握生產流程，確保材料純度與拓撲態的穩定性。

不過，量子運算的最終商業化仍需時間，Zander預測，微軟的量子技術最快可望在2030年前透過「Azure Quantum雲端服務」提供給開發者使用。微軟的量子計算不僅是為了超越Google和IBM，更可能強化其AI事業。Zander指出，量子運算能用來加速AI訓練數據的建構，甚至能開發全新材料、藥物等領域的突破。

微軟在1月發布部落格文章時稱，2025年將成為「量子準備之年」，進一步激發市場對量子技術的興趣。Zander表示，「現在，你可以要求AI發明全新的分子、新的藥物，這些在過去幾乎不可能做到」，而這也正是微軟持續押注量子計算的關鍵原因。雖然外界普遍認為量子運算仍需數十年才能成熟；但Zander強調「我們相信，只要幾年而已」。