微软N微软Nature撤稿，三年前拓扑量子计算被推翻，天使粒子不存在，百万投资打水漂_

编者按：本文来自微信公众号“大数据文摘”（ID:BigDataDigest），作者：Mickey，36氪经授权发布。
2018年，微软量子团队在nature发表重磅研究，称“观察到马约拉纳费米子（Majorana）存在的相当有力的证据，电子在他们的导线中分裂成半体。”
这一进展曾在行业内激起重大波澜。
与传统量子研究路径不同，微软是通过一种被成为了“马约拉纳费米子”的物体来构建量子计算机，这一路径的支持者声称，这种材料具有微电子模式，与谷歌、IBM等竞争对手的设计相比，具备根本优势。
当时，微软量子计算业务开发负责人 Julie Love 曾表示，微软将「在五年内」构建商业化量子计算机。
不过，这一根本优势仅仅持续了三年。
就在本月，这一报以厚望的「马约拉纳费米子」研究宣告流产。本月早些时候，微软研究人员以「技术错误」为由，将2018年的这篇论文正式撤稿，作者在撤稿中写道：“我们对原始手稿的科学严谨性向社区表示歉意。”他们呈现为马约拉纳粒子签名的信号遭受测量误差，结果无效。
这也意味着，微软投资了成百上千万美元的这一量子研究遭遇滑铁卢，只得重整旗鼓再出发了。

文章插图
被寄予厚望的“马约拉纳费米子（Majorana）”在粒子世界里，住着两大家族：费米子家族（如电子、质子）和玻色子家族（如光子、介子），它们分别以物理学家费米和玻色的名字命名。一般认为，每一种粒子都有它的反粒子，费米子和它的反粒子就像一对长相一模一样，但脾气完全相反的双胞胎兄弟，两兄弟一见面就“大打出手”，产生的能量甚至会让它们瞬间湮灭。
然而在1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言，自然界中可能存在一类特殊的费米子，这种费米子的反粒子不但和它自己长相一样，脾气也完全相同。两兄弟站在一起就像照镜子，可以说，它们的反粒子就是自己本身，这种费米子被称为“马约拉纳费米子”，研究认为，其在量子计算中可用来形成稳定的比特。

文章插图
这一研究对于量子计算机的发展至关重要。
作为未来最重要的技术趋势之一，量子计算一直是技术圈“兵家必争之地”。从谷歌、IBM到苹果，都投入了大量的人力、物力、资金进行研究。
谷歌、 IBM 和英特尔目前都已经取得了一定的进展，曾展示了大约50个量子比特的量子处理器原型。
但是大型运行工作可能需要成千上万的量子比特，这是由于，量子计算机的大部分时间都被用于修正由于量子的不稳定性导致的自身故障。
就在2004年，微软公司的研究人员找到了技术战略负责人Craig Mundie，说他们有办法解决阻碍量子计算机发展的最大问题，即量子比特的不稳定性。也就是通过马约拉纳费米子。
自那之后，微软全力投入了这一研究中，2018年，微软的研究人员称，观察到被称为“天使粒子”的马约拉纳费米子存在的相当有力的证据，电子在他们的导线中分裂成半体，这一发现让微软在量子计算的研究领域后起直追，一度成为了建造出商用量子计算机的最有潜力选手。

文章插图
拓扑量子位的示意图
这一研究在《自然》杂志发布后，奠定了微软在量子计算领域的地位。本质上说，微软绕过了之前谷歌开发的量子计算方向，开发了一个由原子组成的系统，这个系统看上去在两端都有一个电子的一半。当你移动其中一个电子半体时，他们的特殊设置不会因为量子噪音而坏掉。把这两个电子半体放在一起，你就会得到两个量子比特状态之一：是，或者什么都不是。