过去数年中，科技巨头谷歌和IBM已经在量子计算机研发领域开始行动，而相比之下一直比较沉寂的微软公司也终于开始发力。

　　2016年11月，微软官方网站刊文指出，其实这家传统科技巨人已经潜心进行了十多年量子计算机的研发工作，是时候将研究成果付诸于实践，并打造出属于微软的量子计算工程样机了。而且其宣称，经过十多年的积淀，这可能是一台能击败谷歌和IBM的量子计算原型机。

　　而微软的量子计算机计划的背后，正是当年负责 Xbox 和 Xbox360 主机的硬件开发项目的微软资深副总裁 Todd Holmdahl。Xbox项目至今为止，每年仍可以为微软带来数十亿美元的收入。

　　图 | Todd Holmdahl，微软的量子计算硬件和软件研发项目负责人

　　去年年底，Todd 再次被委以重任。这一次，他将有机会将诺贝尔奖物理学奖的成果转化成为产品，并将微软真正带入一个全新时代。在这个项目中，Todd带领一个由数学家、物理学家和工程师组成的团队，计划将超强能力的量子计算添加到微软云计算服务中。

　　与谷歌和 IBM 使用超导导线环作为量子比特不同，微软的底牌是“拓扑量子比特”。“拓扑量子计算”是基于三位物理学家对只能存在于二维世界的物体的研究成果，该成果曾获得了 2016 年诺贝尔物理学奖。

　　微软量子计算计划的核心是基于一种被称为“任意子”（anyons）的粒子，这种粒子只能存在于二维空间。无疑，任意子的奇异物理特性被微软所看好。

　　图 | 辫子数学理论或将成为未来拓扑量子计算机的基础

　　“在我眼里，量子计算是一项新的业务，而非理论物理或基础研发”，Todd 充满信心的表示。“我个人的好胜心很强，而且我个人一直负责公司的产品研发。什么样的技术最后能成为产品，我有比较清晰的思路。”

　　对量子计算的竞争现状稍有了解的人，就会明白他的这番话的所包含的深意：谷歌、IBM甚至另外的一些初创公司已经打造出了各自的量子计算机硬件，并实现了数据运算，但微软看上去一直进展缓慢。

　　众所周知，量子计算机是由量子比特构成的。量子比特存储数据，atv，基于微尺度下的物理特性可以实现宏观尺度下所不可能做到的事情：比如，量子计算机可以几秒钟解决传统计算机几百年都解决不了的问题。

　　因此，从去年开始，科技公司和投资者们投入了大量的资金开始该领域的密集研发。他们希望利用量子计算机来增强机器学习能力，甚至将量子计算机用于解决化学、生物学及材料科学的相关问题。

　　目前，最先进的量子比特是基于超导金属电路或被困在磁阱中的金属离子实现的。问题是，虽然量子比特可由多种方法来制备，但由于量子态的极度不稳定，目前的量子比特都太容易受到外界干扰。

　　本月，IBM宣布研发出现有量子比特数最多的芯片——17量子比特芯片。但如果要将量子计算机付诸实用，还需要成百上千个类似的装置才行，而这些装置的稳定性问题一直没有好的解决方案。

　　图 | IBM发布17量子比特芯片

　　然而，Todd Holmdahl 带领的微软团队采取了一种全新的方式，即操控亚原子粒子，来实现量子计算机。这种名叫马约拉纳费米子（Majorana fermion）的粒子，物理学界还没有百分之百的确定是否被观测到。

　　这种粒子得名于预测其存在的意大利物理学家Ernesto Majorana。这位物理学传奇人物的经历和不稳定的量子比特颇为相似：1938年，他带着所有的银行存款，atv，搭乘一艘渡船，然后从此消失不见。

　　图 | 消失的粒子物理学家 Ernesto Majorana