来源：光大证券微资讯

量子计算又迎重要进展，微软发布新量子计算芯片Majorana 1，有望加速实现大规模量子计算！

根据微软官网的介绍，公司首次实现了由新拓扑核心架构来支持的量子计算芯片，该芯片使用了特殊的材料，可以观察、控制马约拉纳费米子来产生更可信、更多的量子比特。

在科技行业日新月异发展过程中，新技术不断带来崭新的发展机遇，量子计算逐渐成为科技巨头重点发力的方向，技术突破式发展将给量子计算带来广阔的发展空间。

在我国，量子计算领域发展迅速，根据赛迪顾问的数据，2025年我国量子计算产业规模将增长超30%至115.6亿元。

1、微软发布量子计算芯片Majorana 1，新技术有望加速实现大规模量子计算

2月19日晚间，微软官网正式发布量子计算芯片Majorana 1，这款芯片为量子计算开创了新的路径，有望加速实现大规模量子计算。

在详细介绍微软量子芯片之前，我们需要搞明白马约拉纳费米子。早在1937年，意大利理论物理学家Ettore Majorana（中文翻译“埃托雷·马约拉纳”）发表论文，假想存在一种费米子，它的反粒子就是自身，该粒子被称为“马约拉纳费米子”。

所谓的费米子，就是在一组全同粒子构成的体系中，若在其一个量子态上只能容纳一个粒子，这种粒子就是费米子。

马约拉纳费米子不具备磁矩和电矩，与电磁场相互作用非常微小，可以成为冷暗物质。在超导体中马约拉纳费米子可成为准粒子，因此物理学家通过实验在超导体中发现了马约拉纳费米子。

由于马约拉纳费米子在量子计算中不易产生错误，因此科学家希望通过马约拉纳费米子来实现量子计算。

微软的量子计算芯片Majorana 1，首次实现了由新拓扑核心架构来支持的量子计算芯片，该芯片有望在未来几年承担意义重大、规模庞大的工作。

根据媒体报道，微软此次创造性地使用了砷化铟和铝材料来制造量子芯片，可以观察、控制马约拉纳费米子来产生更可信、更多的量子比特。

因此，微软表示，与使用半导体来生产智能手机、电脑和电子产品同样的路径，业界可以使用拓扑导体和新型芯片来生产高达一百万量子比特的量子计算机，这就可以处理最复杂的社会、工业难题。

然而，Majorana 1仍然代表着新技术路径下的初步探索，仅能集成8个量子比特，这远远少于谷歌Willow、“祖冲之三号”量子计算机。

2、量子计算快速发展，有望带来新机遇

二十世纪初，多位科学先驱共同建立了量子力学，这为后来的量子信息技术发展奠定了理论的基础。量子信息技术已经出现了量子计算、量子通信、量子测量三大领域，特别是量子计算成为量子信息技术的核心。

传统的经典计算机处理的信息位只有0和1两种，但量子计算对象则是量子。所谓的量子，最早是力学单位，衡量微观系统能量，包括原子、电子等。我们可以用量子状态来表示信息，这就构成了量子信息，基本存储单元就是量子比特。

早在1982年，物理学家理查德·费曼提出了量子计算的概念，可以使用量子计算机来直接使用量子比特来处理量子态。然而量子态的测不准使得量子计算容易出错，直到1994年计算机专家苏尔证明量子计算机高效处理大因数分解问题，并提出了首套量子算法编码，这将量子计算引入到实验阶段。

与传统计算机不同，量子计算机算力会随着量子比特的数目增加呈现指数增长，但如何创造稳定的量子比特成为重要难题。

2024年12月，谷歌在权威期刊《自然》发布量子计算芯片Willow最新的研究成果，Willow实现了量子比特阵列规模提升而错误率指数级下降的成果。

此外，Willow算力也实现了重大的突破，Willow仅用了不到5分钟时间完成了一项计算，而全球最快的超级计算机也要计算10^25年才能完成。

量子比特数量上，Willow拥有了105个量子比特，而2019年芯片Sycamore只有53个量子比特。

在我国，量子计算发展同样迅猛。就在谷歌发布Willow之后不久，中国科大潘建伟院士团队便在arXiv线上推出“祖冲之三号”量子计算机，同样具有105量子比特。

此前中国科大团队先后在“九章”光量子计算原型机、“祖冲之二号”处理器上，严格证明了光子路线和超导体系的量子计算优越性，这让我国成为世界上唯一一个在两种物理体系实现“量子计算优越性”的国家。

展望未来，3月即将迎来英伟达2025年GTC，本次会议将举办首个“量子日”（Quantum Day）活动。英伟达认为，量子计算将帮助人类攻坚克难，解决此前无从下手的难题，这将对药物研发、财务预测等领域带来重大影响。

根据iFinD金融数据终端，多家公司已布局量子计算，包括：科大讯飞、中国长城、罗博特科、西部超导、科华数据、腾景科技、九联科技、复旦复华、禾信仪器等。