多年來,,為了構(gòu)建一臺能夠?qū)嶋H運行的量子計算機,,微軟一直押注一種稱為馬約拉納費米子的量子粒子,。三年前,由微軟資助的研究團隊在《自然》雜志發(fā)表的論文稱,,證明這種粒子確實存在,,但這一發(fā)現(xiàn)遭到學(xué)者的質(zhì)疑。目前,,這篇論文已被撤回,。
三年過去,微軟2018年的發(fā)現(xiàn)卻被證明失敗了,!
剛剛,,一個由微軟領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊已經(jīng)撤回了2018年在《自然》雜志上發(fā)表的一篇有爭議的論文。
該論文被吹捧為創(chuàng)造實用量子計算機的關(guān)鍵突破,,并聲稱已經(jīng)找到了難以捉摸的次原子粒子(馬約拉納費米子)的證據(jù),。
一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)這項研究遺漏了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
目前《自然》雜志上已經(jīng)顯示這篇論文被撤回,。
為什么被撤稿,?
被撤回的論文來自代爾夫特理工大學(xué)(Delft University of Technology)微軟物理學(xué)家 Leo Kouwenhoven 領(lǐng)導(dǎo)的實驗室。
2018年3月,,Leo Kouwenhoven 發(fā)表論文稱他們觀測到一種難以捉摸的粒子,,稱為馬約拉納費米子(Majorana fermion)。
馬約拉納費米子是一種費米子,,它的反粒子就是它本身,。
1937年,意大利物理學(xué)家Ettore Majorana發(fā)表了一篇論文,,假設(shè)了這種粒子的存在,,因此得名馬約拉納費米子。
相比于 Kouwenhoven 2012年的研究,,這篇2018年的論文稱發(fā)現(xiàn)了更有力的證據(jù)表明馬約拉納費米子是存在的,。
這篇論文的發(fā)表為 Kouwenhoven個人及其在代爾夫特理工大學(xué)的實驗室贏得了巨大聲譽。
這篇論文聲稱,,在通過極低溫半導(dǎo)體線的電流中看到了馬約拉納費米子的存在信號——「零偏峰」(zero-bias peak),。
上個月晚些時候,,Kouwenhoven 和他的21位合著者發(fā)表了一篇新論文,其中包括了他們實驗中的更多數(shù)據(jù),。
報告的結(jié)論是,,他們終究沒有找到這種珍貴的粒子。
來自作者的一個附注說明,,在著名的雜志《自然》上原始論文將被撤回,,理由是「技術(shù)錯誤」。
通過分析相關(guān)實驗的原始數(shù)據(jù),,該領(lǐng)域的兩名物理學(xué)家提出了不同的意見,。
匹茲堡大學(xué)Sergey Frolov教授表示,他在未公開數(shù)據(jù)中看到了很多問題,,包括偏離主線但被論文忽略的數(shù)據(jù)點,。
如果納入這些數(shù)據(jù)點,則結(jié)論完全不同——馬約拉納費米子并未出現(xiàn),。
這項論文的研究人員表示,,「我們?yōu)樵鍥]有足夠的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性向社區(qū)道歉?!?/p>
欲奪量子霸權(quán):微軟押注「馬約拉納費米子」
近年來,,谷歌、IBM,、微軟,、英特爾等科技巨頭通過不同技術(shù)路徑不斷實現(xiàn)對更多量子比特的操縱。
量子計算機是由量子比特的設(shè)備構(gòu)成,,量子比特可以對1和0的數(shù)據(jù)進行編碼,,但也可以使用稱為疊加態(tài)的量子狀態(tài)來執(zhí)行傳統(tǒng)計算機中比特不可能執(zhí)行的數(shù)學(xué)技巧。
實現(xiàn)這一想法商業(yè)化的主要挑戰(zhàn)是量子態(tài)非常脆弱,,很容易被熱噪聲或電磁噪聲壓制,,使量子比特容易出錯。
谷歌,、 IBM 和英特爾都展示了大約50個量子比特的量子處理器原型,包括高盛和Merck在內(nèi)的公司正在測試這項技術(shù),。
但是大型運行工作可能需要成千上萬的量子比特,。量子計算機的大部分時間可能需要用于修正自身的故障。
就在2004年,,微軟公司的研究人員找到了技術(shù)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Craig Mundie,,說他們有辦法解決阻礙量子計算機發(fā)展的一個問題之后,即量子比特的不穩(wěn)定性,,微軟對馬約拉納費米子粒子產(chǎn)生了興趣,。
因此,,微軟采取了一種不同的研究方法,利用理論物理學(xué)的論文,,提出了一種建立量子位的方法,,并聲稱基于馬約拉納費米子的量子比特將具有可擴展性。
但是經(jīng)過十多年的研究,,發(fā)表論文的研究竟出現(xiàn)了錯誤,。
量子計算夢破碎,馬約拉納費米子的發(fā)現(xiàn)還需30年
這些難以捉摸的馬約拉納費米子是微軟量子計算硬件方法的核心,,但是這種方法顯然落后于 IBM和谷歌等其它公司,。
然而現(xiàn)在,微軟團隊又不得不承認(rèn)他們的數(shù)據(jù)解釋存在缺陷,,這打破了微軟想要率先推出一臺可運行的量子超級計算機的希望,。
當(dāng)微軟在尋找馬約拉納費米子的時候,谷歌在已有的量子位技術(shù)上取得了穩(wěn)步的進展,。
2019年,,谷歌開發(fā)了一個 54 量子比特的計算機Sycamore,成功演示了「量子霸權(quán)」,,讓量子系統(tǒng)花費約200秒完成傳統(tǒng)超級計算機要1萬年才能完成的任務(wù),。
之后,微軟似乎想要對沖量子計算賭注,,宣布通過云服務(wù) Azure 提供其他公司的量子硬件訪問權(quán)限,。
微軟的量子比特離這個目標(biāo)還有多遠(yuǎn)尚不清楚。
曾與微軟研究人員合作過的馬里蘭大學(xué)理論物理學(xué)家 Sankar Das Sarma 表示,,基于馬約拉納費米子的量子計算可能處于類似于1926年第一個晶體管專利申請的階段,。
直到1947年,研究人員才制造出第一個可工作的晶體管,; 使計算機工業(yè)得以實現(xiàn)的微型硅版本到20世紀(jì)50年代后期才被開發(fā)出來,。
他表示,「我看不出為什么馬約拉納費米子不能存在,,或者一旦存在就無法控制,。但這可能需要30年的時間?!?/p>