寻找现实世界中的“MOSS”（六）：不会犯错的量子计算机

在科学家们偶然发现“马约拉纳零能模”后，这种天才般的想法随后在实验中被成功验证。而这种具有拓扑不变性的“马约拉纳零能模”，也已经在超导材料的体系中被构造出来。

马约拉纳零能模的示意图（图片来源：参考文献[2]）

马约拉纳零能模的出现，意味着量子物理学家可以借助超导材料中构造的“马约拉纳准粒子”，来实现具有拓扑不变性的量子计算机以进行真正容错的量子计算。

千呼万唤始出来，拓扑量子新进展

尽管马约拉纳零能模的出现为拓扑量子计算提供了更大可能，但物理学家们还需找到有效操纵量子比特的方法。为了达到这一目标，物理学家们可以通过交换两个不同的马约拉纳零能模，来改变量子比特的状态。这种交换马约拉纳零能模的方式，就像女孩子编织发辫一样，因此也被形象地称为“拓扑编织”。

2023年5月，来自谷歌的量子计算研究团队在《自然》期刊上发表了最新的研究成果。他们宣称，已经在超导体系的材料中构造并操纵了拓扑量子比特，并且实现了三个拓扑量子比特的演示实验。

谷歌量子团队在《自然》期刊上发表的拓扑量子新进展（图片来源：参考文献[4]）

基于谷歌成熟的超导量子处理器架构，物理学家们将马约拉纳零能模进行了拓扑编织，并且进一步观察到了拓扑量子比特之间的纠缠现象。

这意味着，物理学家们已经可以初步地构造和操纵拓扑量子比特，以近乎完美的容错性和抗干扰性来避免量子计算过程中可能出现的运算错误。虽然现在只是小小的一步，但对于实现通用化的容错量子计算机而言，却是具有里程碑意义的一大步。

结语

拓扑量子计算，本身就是来自数学、物理学等多个领域科学家和无数工程师灵感的神奇碰撞。可以说，拓扑量子计算方案是人们对于量子时代的一次最大胆的想象。

拓扑量子计算的方案以其自身近乎完美的容错性和抗干扰性，吸引着无数科学家的持续关注。或许在不久的将来，我们将目睹通用量子计算机的诞生，它将以惊人的计算能力和革命性的应用改变我们的世界。现在，有越来越多的理由让我们相信，这一天即将到来。