光子、马约拉纳与硅
“量子”课程第 17 课，共 23 课。免费，有动画和小测验。
用光做的量子比特
光子也能当量子比特：比如 0 是一条路径，1 是另一条，就像第一级里的干涉仪。优点：光子几乎不和环境作用，噪声小，而且自己就能在光纤里跑，比特之间很容易连起来。缺点恰恰是同一件事的另一面：光子彼此也不爱“交流”，做双比特门得用巧招。这里的头号敌人不是噪声，而是丢失：光子直接就没了。
PsiQuantum：要么全有，要么全无
最大胆的光子押注来自 PsiQuantum。这家公司不做小型演示机，而是直接造百万比特的计算机。芯片由普通的半导体代工厂格芯（GlobalFoundries）生产。2025 年 9 月，PsiQuantum 以 70 亿美元估值融资 10 亿美元，正在澳大利亚和芝加哥建设基地，还进入了 DARPA 另一个项目的最后阶段。风险在于：大机器跑起来之前，很难验证整条路线到底行不行。
Xanadu：像搭积木一样拼
加拿大的 Xanadu 走了另一条路。2025 年 1 月，它展示了 Aurora：35 块光子芯片、12 个比特，用光纤连成一台机器。比特不多，但思路很重要：大型量子计算机可以用一模一样的模块拼起来，就像数据中心里的服务器，模块之间的连接不需要制冷机。Xanadu 也进了 DARPA 的 B 阶段，说明它的方案被认真对待。
拓扑量子比特：天生自带保护
前面这些比特都靠纠错来对抗噪声，也就是花很多物理比特换一个可靠比特。还有个更优雅的思路：不把信息存在一个点上，而是“分散”存放在两个相距很远的粒子上，它们叫马约拉纳模。就像鞋带上的结：轻轻晃不会散，得有意去解才行。如果这种比特真能成，需要的纠错就会少得多。
微软 Majorana：盯紧同行评审
微软押注拓扑量子比特已经很多年。2025 年 2 月它发布了 Majorana 1 芯片，但很多物理学家认为数据不足以证明这些比特真是拓扑的。2026 年 6 月推出了 Majorana 2：材料换成了铅，寿命从毫秒级提高到大约 20 秒。目前还是未经同行评审的预印本，批评者说还需要更多测量。教训：高调发布不等于证据，等同行评审和别人复现。
硅自旋：像晶体管一样的量子比特
还有一位竞争者：困在硅里、待在微小电极下面的单个电子的自旋。这个器件和普通晶体管非常像，所以这种比特很小，能在现有的芯片厂里生产。理论上一块芯片能放下几百万个。这条路线比其他的年轻，但已经有三家公司进入 DARPA 的 B 阶段：Diraq、Quantum Motion 和 Silicon Quantum Computing。所以也值得关注。
自测一下
- 光子比特最大的问题是什么？
正确答案: 光子会丢失，彼此也很难相互作用. 光子噪声小，但容易丢，而且让两个光子“交流”很难。所以门的方案都很复杂。 - 怎么看待 Majorana 2 的发布？
正确答案: 感兴趣，但等同行评审和复现. 寿命的提升很惊人，但这是预印本，批评者也指出缺了关键测量。正确的态度是等验证。 - 为什么投资人关注硅自旋量子比特？
正确答案: 它们像晶体管，能在现有工厂生产. 尺寸小、又能和芯片产业兼容，只要质量提上来，就有望一块芯片放几百万个比特。