突破量子科技仍很遙遠？微軟撤回三年前量子運算論文

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2021年3月22日

微軟領導的團隊撤回於2018年發表之有爭議的量子運算研究論文。原本這項研究聲稱，其已經找到了難以捉摸的亞原子粒子的證據，這可能有助於開發功能更強大的電腦。但是該論文的作者，於三年後提出“科學嚴謹性不足”而決定撤稿。即使如此，微軟仍然對在量子運算領域的未來充滿信心。

根據維基百科，亞原子粒子或稱次原子粒子，是指比原子還小的粒子。例如：電子、中子、質子、介子、夸克、膠子、光子等等。

圖、亞原子粒子(次原子粒子)

圖片來源：維基百科

義大利物理學家Ettore Majorana於80年前首次預測，一種尚未被科學家發現位於粒子加速器中的自滅粒子。然而，在過去的十年左右的時間裡，研究人員發現了一種稱為Majorana零模式的Majorana費米子（Majorana fermion）的跡象。這種準粒子是以電子和其他粒子集體形式表現，並以單粒子而出現。

在2018年Nature雜誌的一項研究中，微軟的科學家聲稱他們在一種特殊的超導體中發現了這些準粒子的有力證據，而且他們認為這一發現可能為功能強大的量子電腦帶來突破性發展。

量子電腦所依賴的量子力學效應（疊加和糾纏）非常脆弱。但是，Majorana零模式實際上可以證明不受外界干擾，微軟當初的建議是，其發現可以幫助建構實用的量子電腦。

其實，許多大型科技公司，包括IBM和谷歌，以及較小的競爭對手，例如D-Wave和IonQ，也都在努力解決這個問題。

由於該文件當時被譽為一項突破，但是沒多久一些科學家就開始持懷疑態度。匹茲堡大學的物理學家Sergey Frolov指出，當他和澳大利亞New South Wales大學的物理學家Vincent Mourik於2018年驗證微軟這一發現時，發現原始文件與已發布的結果之間存在重大衝突。最後才演變成這一場撤稿事件。

如今，Frolov教授懷疑Majorana費米子是否具有任何實用價值。其認為拓撲量子位（topological qubits）將是一個遙遠的可能性。他指出，就像大型強子對撞機（Large Hadron Collider）和LIGO一樣，對Majorana費米子的研究正在闡明基礎物理學的重要，不過，這仍是一個很長的道路。

根據監視服務機構Retraction Watch的數據，自1869年成立以來，Nature已經進行了79次撤稿，去年就包含了8次。

微軟為了追趕在量子電腦研究方面落後於谷歌、IBM和其他領導者的情況，如今發生了這一事件。微軟副總裁Zulfi Alam在LinkedIn中試圖為這一不幸的事件提供最好的掩飾，稱撤回有關Majorana粒子的論文是科學過程驗證的絕佳典範。因為未來幾年，微軟仍將繼續加大投入量子運算領域以保持未來競爭優勢。但就目前而言，該公司已經遠遠落後於其競爭對手。（853字）

[註解] 量子糾纏（quantum entanglement）
一種量子力學現象，當幾個粒子在彼此交互作用後，由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質，無法單獨描述各個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，則稱這現象為量子纏結或量子糾纏（quantum entanglement）。假若對兩個相互糾纏的粒子分別測量其物理性質，像位置、動量、自旋、偏振等，則會發現量子關聯現象。[維基百科]

參考資料：
Major(ana) Backpedaling: Microsoft-Backed Quantum Computer Research Retracted. IEEE Spectrum, 2021/317
Microsoft-led team retracts quantum 'breakthrough'. BBC News，2021/3/9

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