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本帖最后由 不二如是 于 2025-2-21 11:48 编辑
Majorana 1是由微软发布的全球首个拓扑量子芯片，标志着量子计算技术的重大突破。
拓扑超导体与马约拉纳零模（MZM）：Majorana 1基于一种名为“拓扑超导体”的新型材料！
这种材料通过结合铟砷化物（半导体）和铝（超导体），在接近绝对零度的低温下，通过磁场调节形成拓扑超导纳米线，其末端具有马约拉纳零模（MZM）。
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这些准粒子曾仅存在于理论中，微软首次实现了它们的按需创建和控制。
拓扑量子比特利用MZM存储量子信息，通过纳米线中电子数量的奇偶性（偶数或奇数）来编码信息。
这种拓扑保护机制使得量子信息对外界环境“隐形”，从而极大地提高了量子比特的稳定性和抗干扰能力。
创新测量技术
数字脉冲控制：传统的量子计算依赖于复杂的模拟控制信号来旋转量子态，而Majorana 1采用了一种全新的数字化测量技术。
通过数字脉冲激活量子点与纳米线之间的连接，微软能够可靠地读取量子信息，初始测量误差概率仅为1%，并且有明确的路径进一步降低误差。
简化量子纠错：这种基于测量的方法极大地简化了量子纠错过程，使得大规模量子比特的管理变得更加可行。
芯片设计与架构
单芯片集成百万量子比特：Majorana 1的设计目标是实现单芯片上集成多达100万个量子比特，这将为开发超大规模量子计算机铺平道路。
“Tetron”单量子比特设备：微软设计了一种名为“Tetron”的单量子比特设备，作为构建量子计算机的基本单元。
目前，微软已经在实验中展示了四子设备的基本操作，包括测量纳米线的奇偶性以及将量子比特置于奇偶性叠加态。
发展路线图
DARPA的认可与合作：Majorana 1已经获得美国国防高级研究计划局（DARPA）的认可，微软计划在未来几年内构建一个基于拓扑量子比特的容错量子计算机原型。
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