微软於2月19日（週三），发布全球首款由拓扑导体驱动的量子晶片「Majorana 1」，標誌著量子计算技术的重要里程碑。这款晶片预计在未来数年內，推动量子计算机实现重大突破，为解决复杂的工业与社会问题奠定基础。
微软官方部落格表示，正如半导体技术促成了智慧型手机与电脑的发展，拓扑导体將为百万量子位元的量子系统开启新时代。
技术核心：拓扑导体与马约拉纳粒子
微软歷经近20年的研发，成功开发出拓扑导体，利用砷化銦（半导体）与铝（超导体），以原子级精確度製造拓扑导线——所谓「量子时代的晶体管」。当这些导线在接近绝对零度的环境中冷却，並施加磁场调节后，会在两端生成马约拉纳零模（Majorana Zero Mode, MZM）状態。
这种奇异的马约拉纳粒子（Majoranas）不在自然界中存在，需通过磁场与超导体诱导產生，其创造与稳定性由《自然》（Nature）杂誌同行评审確认。
马约拉纳粒子能隱藏並保护量子资讯免受隨机干扰，使量子位元更稳健。微软开发的精確测量技术，可分辨超导线中十亿个与十亿零一个电子的差异，並通过电压脉衝实现数位控制，简化了量子计算过程。
Majorana 1 的特点与优势
「Majorana 1」是一款手掌大小的晶片，內含八个拓扑量子位元，並具备可扩展至百万量子位元的架构。该晶片需在稀释冷冻机等特定环境中运行，搭配与人工智慧及传统电脑整合的软体架构。其量子位元尺寸適中，无需庞大设备即可实现个別控制，易於部署於Azure资料中心。相较於其它量子位元，拓扑量子位元的实用性与可扩展性更胜一筹。
潜在应用与影响
理论上，量子计算的运算速度呈2ⁿ指数级增长，能在数秒內解决传统超级电脑需数万年计算的问题。Majorana 1 的百万量子位元能力，远超全球传统电脑总和，可应用於以下领域：
化学与材料科学：解决腐蚀与裂缝问题，开发自修復材料（如修补桥樑、飞机部件），或分解微塑胶为无害物质。
医疗与农业：精確计算酶行为，提升土壤肥力或促进恶劣气候下的食物生长，助力消除全球饥饿。
產品设计：结合AI实现「一次完美设计」，革新医疗到產品开发流程，无需多年试错。
微软技术院士Chetan Nayak表示：「量子技术若无通往百万量子位元的路径，將在解决重大问题前陷入瓶颈。我们已找到这条路。」
挑战与突破
过去，马约拉纳粒子的製造极具挑战，因其不存在於自然界，且需精確材料与环境条件，这也是其它量子研究聚焦不同量子位元的原因。微软克服此难题，其成果获《自然》杂誌认可，並促使美国国防高级研究计划局（DARPA），將微软纳入「实用规模量子运算未充分探索系统」（US2QC)计画最终阶段，与另一家公司共同评估其商业化潜力。DARPA作为专注国家安全突破性技术的联邦机构，凸显此技术的战略意义。
微软的这项研究成果，已於週三发表於《自然》杂誌。