Microsoft 于 2026 年 6 月 4 日正式发布利用 Microsoft Discovery 代理型 AI 开发的新一代拓扑量子芯片「Majorana 2」。在这一代芯片中，微软将超导体材料从铝更换为铅，并在半导体部分引入了基于砷化铟与砷锑化铟的新型叠层结构。与上一代量子比特相比，Majorana 2 的可靠性提升约 1000 倍，量子比特的平均寿命达到 20 秒，部分器件甚至可维持约 1 分钟的量子态。

同时，微软也宣布，将基于这一进展整体前移量子计算路线图，目标是在 2029 年前后实现具有实用规模的可扩展量子计算机。面向科研与工程领域的 AI 平台「Microsoft Discovery」也同步开启一般提供，为相关研究与开发提供支撑。

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量子比特寿命提升至平均 20 秒

Majorana 2 是微软面向拓扑量子计算所打造的新一代量子芯片。拓扑量子比特被视为更易于长期稳定保存量子信息的一类结构，因此被微软定位为实现大规模量子计算机的核心技术路径之一。

在上一代 Majorana 1 中，采用铝作为超导材料的量子比特寿命仅有约 1～12 毫秒。相比之下，Majorana 2 将这一寿命大幅延长到 20 秒以上，部分器件甚至超过 1 分钟。由于量子计算极易受到噪声与环境扰动影响，要在较长时间内稳定维持量子态一直是业界的关键难题。Majorana 2 在硬件层面显著延长量子比特寿命，被视为在解决这一问题上的重要进展。

从铝到铅：材料与结构全面升级

Majorana 2 的核心变化在于量子比特材料组合的全面更新。微软将 Majorana 1 中用作超导体的铝替换为铅，并在半导体有源区采用了砷化铟（InAs）与砷锑化铟（InAsSb）相结合的材料体系，构建出新的叠层结构。

通过这次材料与结构的刷新，用于保护量子比特免受环境噪声与错误影响的「拓扑能隙（topological gap）」相较前一代扩大到两倍以上。根据公开在 arXiv 的预印本论文，在 InAs–Pb tetron 器件中，研究人员观测到约 20 秒的奇偶（parity）翻转时间，部分样品甚至达到了以分钟计的量级，这与微软公布的寿命数据相互印证。

借助 Microsoft Discovery 优化测量与制造流程

在 Majorana 2 的研发过程中，微软广泛使用了其代理型 AI 平台 Microsoft Discovery。

Microsoft Discovery 是面向科学与工程研发的 AI 平台，研究人员可以通过一组协同工作的 AI 代理来完成假设生成、实验设计与优化、理论验证以及持续学习等任务。微软的量子团队利用该平台进行工作流管理、测量过程自动化、制造工艺优化、潜在缺陷的发现与诊断，以及新方案的探索等。

微软量子硬件负责人、技术院士兼公司副总裁 Chetan Nayak 表示，代理型 AI 已经深度融入团队的日常工作流程，成为研发过程中的自然一环。

需要指出的是，Majorana 相关的材料研究早在代理型 AI 出现之前就已启动。目前 AI 的主要作用，是在新器件的制造管理、测量与工艺优化等环节提供支持。微软也计划在后续的 Majorana 材料研究中，更广泛地引入 Microsoft Discovery，以进一步加速迭代。

目标：2029 年前后实现可扩展量子计算机

基于 Majorana 2 带来的突破，微软计划加速向可扩展、实用化量子计算机迈进。业界普遍认为，量子计算有望在新材料发现、药物研发、能源优化与可持续发展等复杂问题上发挥关键作用，这些问题往往超出传统计算机的高效处理能力。

不过，目前距离真正达到实用规模的量子计算机仍有距离。Majorana 2 主要展示了在量子比特稳定性和制造工艺上的阶段性成果，而 Microsoft Discovery 则作为支撑这些研发活动的 AI 基础平台存在。微软希望通过硬件与 AI 平台的协同演进，在 2029 年前后实现具备实际应用价值的可扩展量子计算系统。