微軟（Microsoft）近日發表新一代拓樸量子晶片Majorana 2。該晶片採用全新的材料堆疊設計，並透過其名為Microsoft Discovery的研發平台，利用人工智能代理（Agentic AI）輔助開發，使量子位元（qubits）的可靠性較前一代產品提升一千倍。微軟預計，此項進展將有助其在2029年底前實現可擴展量子電腦的目標，較原先規劃的時程縮短一半。
新晶片關鍵突破：可靠度與壽命大幅躍進
根據微軟介紹，Majorana 2量子處理器的新功能包括全新的材料堆疊，顯著提升量子位元的穩定性。該公司指出，新晶片的量子位元能維持其量子態的時間，比第一代產品延長一千倍，從而實現更可靠的運算。具體而言，Majorana 2的量子位元平均壽命達20秒，部分情況下甚至可長達一分鐘；相較之下，其他常見的量子位元方法，其「壽命」通常以微秒為單位計算。微軟將此突破比喻為手機續航力從原本的一天耗盡，大幅提升至充電一次即可使用近三年。
這種卓越的可靠性，加上極快的運算速度（以微秒為單位運作）以及極小的量子位元尺寸（約為百分之一毫米），促使團隊得以規劃在2029年底前實現具備商業價值的可擴展量子電腦。微軟認為，這樣的電腦將能解決目前在健康、糧食供應、可持續發展與能源生產等領域中難以克服的複雜問題。
微軟技術院士（Technical Fellow）Chetan Nayak表示：「我們需要逐年持續進步才能更接近我們的目標，也就是打造出一台具有極大商業與社會價值的電腦。我們必須沿著既定的路線持續前進才能實現這個目標，但相較於去年的進展，可以說我們已經做得好一千倍。」
Agentic AI助力研發 加快科學探索進程
微軟同時宣佈，其前瞻研發平台Microsoft Discovery已全面開放使用。該平台整合了專為科學研究與開發設計的人工智能代理、可驅動研究與推理工作流程的Discovery Engine，以及企業級的安全、治理與透明度功能。研究人員能夠部署由人類專業引導的自主代理團隊，對大量知識進行推理、生成假設、優化實驗、驗證理論，並在持續循環中不斷學習。
微軟指出，其量子團隊的科學家與工程師持續運用Microsoft Discovery的Agentic AI能力來管理工作流程、自動化量測、優化製程、找出過去未曾察覺的缺陷，並提出新的解決方案。Chetan Nayak提到，Agentic AI已幾乎滲透團隊工作的每一個環節，並能根據使用者需求，以不同程度加速工作流程，從蒐集資訊、生成摘要，到綜合分析各類資料，甚至提出有趣的研究假設。
微軟量子業務企業副總裁Zulfi Alam亦以實例說明Agentic AI的應用。他表示，建立拓撲態需要設定數百個參數，而緊接其後的量測過程極為困難且耗時。透過Microsoft Discovery提供的代理能力，團隊成功打造一個專門負責這項工作的人工智能代理，大幅縮短整個流程的週期時間。此外，人工智能的模式辨識能力亦有助於判定量子位元所處的狀態，以及偵測半導體導線上數十億級的電子是偶數或奇數。Alam形容，利用具備代理能力的人工智能來自動化量測是一項重大突破。
材料變革與未來藍圖
據報導，Majorana 2晶片在材料上亦有重大變更。為優化量子位元的穩定性，研究團隊將超導體材料從原先的鋁改為鉛。鉛在醫療與工業環境中常用於防護輻射，在量子電腦中則有助於保護脆弱的量子位元，免於遭受可能導致不穩定的宇宙干擾。雖然此項材料研究早在Agentic AI出現前就已啟動，但團隊已開始運用它來協助管理新裝置的製造流程。
微軟此次發表的新晶片與平台，展示了該公司在量子運算領域的最新進展。該公司表示，人工智能代理技術不僅用於開發Majorana 2，其工具亦具備可移轉性，適用於其他領域的科學探索。微軟期望，透過這些技術，能夠加速解決全球面臨的重大挑戰。
