自然杂志于2025年3月18日发表了一篇值得我们深思的文章《Microsoft quantum computing claim still lacks evidence: physicists are dubious》讨论了微软声称已创建首个拓扑量子比特（topological qubits）的消息，这是量子计算领域的一项重要突破。在美国物理学会（APS）会议上，微软研究员Chetan Nayak详细介绍了该公司的研究方法，但许多物理学家仍然对此持怀疑态度，认为缺乏有力的证据。
争议的焦点在于微软使用的“拓扑间隙协议”（TGP）测试来验证马约拉纳准粒子（Majorana quasiparticles）的存在，而这类准粒子是拓扑量子比特的关键。然而，物理学家Henry Legg指出，该测试方法存在不一致性，可能会导致错误的阳性结果。其他研究人员也对微软的测量数据和分析的可靠性提出质疑。
美国加利福尼亚州阿纳海姆
微软的一位研究人员在一场备受瞩目的演讲中介绍了该公司上个月发布的备受争议的声明，即他们已成功创建了首个“拓扑”量子比特——这是量子计算领域长期追求的目标。
在美国物理学会（APS）的会场里，微软位于华盛顿州雷德蒙德的量子计算团队负责人、理论物理学家Chetan Nayak解释了微软如何开发拓扑量子比特，这些量子比特有望成为抗噪声的量子计算机的基本构件。
然而，在场的物理学家向《自然》新闻团队表示，他们仍然不确定微软是否真的制造出了首个拓扑量子比特。“这是一个非常困难的问题，”美国新泽西州普林斯顿大学的实验物理学家Ali Yazdani表示。对于任何尝试制造拓扑量子比特的人，他说道：“祝你好运。”
“演讲很精彩，”瑞士巴塞尔大学的理论物理学家Daniel Loss表示。但他对微软的强烈主张和缺乏充分证据表示质疑。“人们有些夸大其词了，学术界对此并不满意。他们做得太过了。”
Nayak承认了这些批评：“我从未觉得会有某一刻，所有人都会完全信服，”他补充道微软对其设备的理解充满信心，而且其他研究人员对这项工作感到兴奋。
量子比特悬案
在物理学界，这场演讲备受期待。微软于 2 月 19 日在一份新闻稿中宣布，他们已成功创建了首个拓扑量子比特。然而，一些物理学家对此存疑，因为这一声明并未得到经过同行评审的科学论文的支持。（微软在发布声明的同时，在《自然》期刊上发表了一篇论文，但该论文描述的是未来拓扑量子比特的读取方法，而非其存在的证据。）
两周后，英国圣安德鲁斯大学的物理学家Henry Legg在预印本服务器 arXiv 上发布了一篇未经同行评审的报告，质疑微软用于验证其量子计算设备的测试方法。这一研究在本次 APS 会议的周一场次上被正式介绍。
在今天的演讲中，Nayak展示了微软量子比特的示意图：这些量子比特由微观的 H 形铝线构成，放置在砷化铟（indium arsenide）之上，这种材料在超低温条件下表现为超导体。这些设备旨在利用马约拉纳准粒子（Majorana quasiparticles），这种此前未被发现的准粒子是拓扑量子比特正常运行的关键。研究人员的目标是在 H 形电线的四个端点处观察到马约拉纳准粒子，它们是电子集体行为的产物。从理论上讲，这些马约拉纳准粒子可以用于执行抗信息丢失的量子计算。
Nayak展示的新数据主要涉及对量子比特的“X”和“Z”测量，即沿 H 形导线的垂直和水平探测。当Nayak展示 X 方向测量的数据时，他承认，由于电子噪声的影响，特征性的双峰信号很难直接用肉眼看到。
康奈尔大学的理论物理学家 Eun-Ah Kim 因此对 X 方向测量的可靠性提出质疑。“我希望在未来的实验中能更清楚地看到双峰结构”。
悬而未决的问题
此次演讲并未解决Legg此前提出的质疑。例如，微软用于检测马约拉纳准粒子的方法依赖于 2023 年发表在《Physical Review B》上的一种测试方法，被称为“拓扑间隙协议”（TGP）。Legg分析了微软公开的数据，并指出 TGP 并不能稳定地判定其设备中是否存在马约拉纳准粒子。在演讲中，Nayak没有回应这些质疑，但他形容该测试方法“非常严格”。
在前一天的演讲中，Legg解释了微软在测试方法上的不一致之处可能会导致误判。现场的微软物理学家Roman Lutchyn站起来表示反对。“这只是 700 个实验中的一个案例，”他谈到莱格的发现时说。“这几乎可以忽略不计。”
Nayak此前曾驳斥Legg的批评，称其为“虚假稻草人”（false straw man）和“无关问题”（non-issue）。
Legg在 arXiv 论文中提出的另一个问题是，微软的测试方法依赖于输入参数的范围。例如，一个设备在 1.4 至 3 特斯拉（Tesla）的磁场范围内通过测试，但如果测试范围缩小到 1.8 至 3 特斯拉，它就会失败。加州理工学院的理论物理学家Jason Alicea表示：“这看起来像是协议中的一个漏洞，需要修正。”
Lutchyn在专业社交平台 LinkedIn 上回应称，他不同意这一观点。“这是预期中的情况，并不影响协议在正确选择参数的情况下使用。”
微软表示，他们将在即将发布的 arXiv 论文中提供更多细节。
