多年來，為了構(gòu)建一臺(tái)能夠?qū)嶋H運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)，微軟一直押注一種稱為馬約拉納費(fèi)米子的量子粒子。三年前，由微軟資助的研究團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表的論文稱，證明這種粒子確實(shí)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(gè)由微軟領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)撤回了2018年在《自然》雜志上發(fā)表的一篇有爭(zhēng)議的論文。

　　該論文被吹捧為創(chuàng)造實(shí)用量子計(jì)算機(jī)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(fèi)米子）的證據(jù)。

　　一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室。

　　2018年3月，Leo Kouwenhoven 發(fā)表論文稱他們觀測(cè)到一種難以捉摸的粒子，稱為馬約拉納費(fèi)米子（Majorana fermion）。

　　馬約拉納費(fèi)米子是一種費(fèi)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(fèi)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(fèi)米子是存在的。

　　這篇論文的發(fā)表為 Kouwenhoven個(gè)人及其在代爾夫特理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室贏得了巨大聲譽(yù)。

　　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(fèi)米子的存在信號(hào)——「零偏峰」（zero-bias peak）。

　　上個(gè)月晚些時(shí)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(shí)驗(yàn)中的更多數(shù)據(jù)。

　　報(bào)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(gè)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(cuò)誤」。

　　通過分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。

　　如果納入這些數(shù)據(jù)點(diǎn)，則結(jié)論完全不同——馬約拉納費(fèi)米子并未出現(xiàn)。

　　這項(xiàng)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。」

　　欲奪量子霸權(quán)：微軟押注「馬約拉納費(fèi)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(shí)現(xiàn)對(duì)更多量子比特的操縱。

　　量子計(jì)算機(jī)是由量子比特的設(shè)備構(gòu)成，量子比特可以對(duì)1和0的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)算機(jī)中比特不可能執(zhí)行的數(shù)學(xué)技巧。

　　實(shí)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(cuò)。

　　谷歌、 IBM 和英特爾都展示了大約50個(gè)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(cè)試這項(xiàng)技術(shù)。

　　但是大型運(yùn)行工作可能需要成千上萬(wàn)的量子比特。量子計(jì)算機(jī)的大部分時(shí)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(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)問題之后，即量子比特的不穩(wěn)定性，微軟對(duì)馬約拉納費(fèi)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(fèi)米子的量子比特將具有可擴(kuò)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(cuò)誤。

　　量子計(jì)算夢(mèng)破碎，馬約拉納費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)還需30年

　　這些難以捉摸的馬約拉納費(fèi)米子是微軟量子計(jì)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(tuán)隊(duì)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(tái)可運(yùn)行的量子超級(jí)計(jì)算機(jī)的希望。

　　當(dāng)微軟在尋找馬約拉納費(fèi)米子的時(shí)候，谷歌在已有的量子位技術(shù)上取得了穩(wěn)步的進(jìn)展。

　　2019年，谷歌開發(fā)了一個(gè) 54 量子比特的計(jì)算機(jī)Sycamore，成功演示了「量子霸權(quán)」，讓量子系統(tǒng)花費(fèi)約200秒完成傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)要1萬(wàn)年才能完成的任務(wù)。

　　之后，微軟似乎想要對(duì)沖量子計(jì)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(gè)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(fèi)米子的量子計(jì)算可能處于類似于1926年第一個(gè)晶體管專利申請(qǐng)的階段。

　　直到1947年，研究人員才制造出第一個(gè)可工作的晶體管； 使計(jì)算機(jī)工業(yè)得以實(shí)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(fèi)米子不能存在，或者一旦存在就無(wú)法控制。但這可能需要30年的時(shí)間。」