微软、Atom Computing、EeroQ 更新其量子计算进展

# 微软、Atom Computing、EeroQ 更新量子计算进展 来源：https://arstechnica.com/science/2026/06/microsoft-atom-computing-eeroq-update-their-quantum-computing-progress/ 我们报道过的一些量子计算公司近期发布了进展更新。 从初创公司到科技巨头，数十家企业都在探索量子计算，相关成果不断涌现，它们都在寻找一条通向实用化的道路。我们通常关注新技术和重大里程碑，但这容易掩盖一个事实：任何重大成功都必然建立在大量渐进式进步之上。 过去几周，多家公司发布了进展报告，展示了它们如何让这些技术离通用更近一步。这些都不是重大突破，但对于技术发展而言绝对必要。本文旨在传达让量子计算接近实用所需付出的艰辛努力。 ## 微软：材料科学先行 微软是少数几家研究拓扑量子比特的公司之一，其原理基于粒子被约束时产生的特殊物理现象。微软的系统依赖于一根置于半导体顶部的超导薄线。在超导体中，两个电子组成库珀对。但如果这根线包含奇数个导电电子（即存在一个未配对的电子），该电子就会离域到线的两端（因为量子力学就是这么奇怪）。 至少理论家是这样描述的。在公司能基于这一行为构建量子比特之前，必须先证实该行为确实如理论所预测的那样发生。过程并不顺利。该领域早期的一些工作后来被撤回（https://www.nature.com/articles/s41586-021-03373-x），而微软试图证明其物理基础扎实的努力也遭到了一些质疑，因为它展示的系统噪声非常大。尽管如此，该公司还是制定了一份路线图（https://arstechnica.com/science/2025/02/microsoft-builds-its-first-qubits-lays-out-roadmap-for-quantum-computing/），计划用成对纳米线构建量子比特。 本周，该公司发布了一份更新报告，称通过改变制造量子比特的材料，性能得到了显著提升。早期版本的硬件使用铝作为超导体（设备保持在接近绝对零度），现在改用铅。底层半导体也经过重新配方，加入了少量锡，从而改善了其电子与铅电子之间的自旋-轨道耦合。 微软使用的器件有两根平行线，通过量子点来测量这对线的宇称状态（两者都有一个额外电子、两者都没有、或混合状态）。如前所述，原始系统噪声极大，每10毫秒或更短时间内就会自发改变宇称状态。而采用新材料后，宇称状态有时能保持超过20秒。这种稳定性正是拓扑量子比特一直承诺的特性，也是微软最初选择该系统的原因。 话虽如此，该公司前路依然漫长。它仍需展示如何以允许对单个量子比特及其对进行计算操作的方式来操控宇称。长期来看，还需要决定如何连接单个量子比特以实现纠错。如果这篇论文通过同行评审，那么微软在硬件上的赌注似乎下对了。 ## 任意原子都可以 Atom Computing 既是微软的竞争对手也是合作伙伴，因为其硬件可通过微软的 Azure Quantum Cloud 服务访问。两家公司还合作开发（https://arstechnica.com/science/2024/11/how-to-fix-quantum-computing-errors-neutral-atom-edition/）了在 Atom 硬件上进行纠错所需的软件和协议。 这不是传统意义上的“硬件”。大部分固体材料涉及激光和光导；计算是利用原子的核自旋（https://arstechnica.com/science/2023/10/atom-computing-is-the-first-to-announce-a-1000-qubit-quantum-computer/）完成的，这些原子悬浮在一束激光阵列中。不过，Atom 正在开发一种类似架构的东西，其中包含存储区、操作区以及一组备用原子，当某个原子丢失时可以将其引入。一种称为“光镊”的激光配置用于在这些位置之间移动原子。 在一篇新论文（https://atom-computing.com/wp-content/uploads/2026/06/AtomComputing_QuantumErrorCorrectionwithToricCode.pdf）中，该公司展示了拥有备用原子储备有多么重要。为了保持状态并将原子困在陷阱中，必须使用激光冷却原子，而原子在操作过程中往往会升温。冷却是一个缓慢的过程，但如果不进行冷却，高温原子容易跳出束缚它们的激光陷阱网格，这显然会引入错误。 因此，Atom 面临两难境地：进行纠错需要执行操作，但这些操作又增加了出错的概率。 它的解决方案是：认识到可以用一种方式完成纠错所需的测量，即用预冷却的备用原子替换逻辑量子比特中的原子。通过反复测量逻辑量子比特（一组用于存储数据和检测错误的量子比特的链接集合）的状态进行测试，结果显示这带来了巨大差异。在不换入冷原子的情况下对逻辑量子比特进行纠错，错误概率会随着每次测量而上升。而进行替换则使错误概率随时间大致保持恒定。 这并不意味着纠错后的量子比特完全稳定。最终，一些不可避免的错误无法恢复，因为太多单个原子同时改变了状态。但进行常规纠错后，一些逻辑量子比特可以稳定多达90轮。 再次强调，这还不足以进行任何复杂计算。但相比公司此前掌握这项技术之前，已经近了一大步。 ## 共振 EeroQ 是一家初创公司，采用了一种与众不同的量子比特方法（https://arstechnica.com/science/2025/10/new-qubit-tech-traps-single-electrons-on-liquid-helium/）。许多公司都在研究利用电子的自旋作为量子比特，通常是因为制造能够操控量子点中电子的芯片相对容易。EeroQ 在其芯片上制造了许多微小的池子，每个池子可以容纳一滴液氦。当把一个电子放在这滴液氦上时，它无处可去，因为氦非常不愿意携带额外的电子。因此，单个电子就悬浮在表面上。 这很好，但在公司成立之前，这已经是成熟的物理知识了。问题在于，没有人想出如何以有用的方式与电子进行交互。 最近，该公司发布了一篇论文（https://arxiv.org/abs/2509.14506），描述了一种新型芯片，即在充满氦的池子旁边增加一个小型谐振器。他们证明，这个谐振器可以与电子的运动耦合——电子通过电场被阻止撞到池壁。由于电子的运动状态是量子化的，在实验过程中谐振器会采用一种或两种状态，这构成了量子比特的潜在构建模块。 再次强调，这离实用的计算硬件还差得很远。但同样，如果这些技术中的任何一种想要兑现其承诺，这种渐进式工作是必不可少的。 John Timmer 的照片（https://arstechnica.com/author/john-timmer/） John 是 Ars Technica 的科学编辑。他在哥伦比亚大学获得生物化学学士学位，在加州大学伯克利分校获得分子与细胞生物学博士学位。当他不敲键盘时，他喜欢骑自行车，或者找个风景优美的地方徒步。 12 条评论（https://arstechnica.com/science/2026/06/microsoft-atom-computing-eeroq-update-their-quantum-computing-progress/#comments） 1. 最热文章的第一张配图：重建蓝色起源的发射台需要多久？我们问了一些 SpaceX 老兵。（https://arstechnica.com/space/2026/06/how-long-will-it-take-to-rebuild-blue-origins-launch-pad-we-asked-some-spacex-vets/）