这是打造“通用型”量子计算机的竞赛，而微软有望借助“天使粒子”实现“弯道超车”。
在IBM、谷歌、英特尔等公司纷纷宣布最新进展，为实现“量子霸权”摩拳擦掌时，不走寻常路的微软在2018年的Build大会（微软全球开发者大会）上宣布：微软能够在五年内造出第一台拥有100个拓扑量子比特（Topological qubit）的量子计算机，计算力相当于1000个逻辑量子比特（logical qubit），并且将其整合到自己的人工智能云平台Azure当中。
这意味着5年之后，微软已经可以用量子计算机解决实际问题了。
另辟蹊径的研究路径：拓扑量子计算机
传统计算机使用的运算规则是二进制，用0和1记录信息状态。但量子计算机则由量子状态来描述信息，根据量子的特性它可以同时表示多种状态，并同时进行叠加运算，因而拥有更快速的运算方式。
基于这样的特性，量子计算可以通过编程，快速解决传统计算机难以解决的问题。举个例子，某天，你被要求5分钟内在图书馆某一本书的某页上找到一个大写字母“X”，这几乎是不可能的，因为那里有5000万册书。但是如果你处于5000万个平行世界中，每个你，都可以查看不同的书籍，你肯定能在其中某个世界中找到这个“X”。
在这个假设中，传统计算机就像现在的你，手足无措，绝望地在5分钟试图遍尽所有的书。而量子计算机却能将你复制出5000万个，每个人只需翻找一本书即可。
目前，包括谷歌、IBM、英特尔、微软等在内的世界重要科技公司，都在押注，希望能率先打造出通用型的量子计算机。
谷歌、IBM、英特尔，选择了相对成熟的硬件来研发量子计算，比如超导导线环（loops of superconducting wire），来制作量子比特（qubit）。它们具有在同一时间保持在开和关两种状态的混合或叠加态的能力，能驱动量子计算机做快速计算。
相比之下，微软另辟蹊径，走了一条更曲折的路线：希望能以一种准粒子（quasiparticle）的状态编码量子比特一种从物质的相互作用中出现的粒子状物体（object）。
拓扑量子比特的示意图
不过，这个想法太超前，对于微软想实现量子比特的这种物质，许多科学家甚至都不确定是否存在。
到目前为止，微软并不像其他几家巨头，能时常宣布最新进展，事实上，微软到目前为止甚至连一个量子比特都未完成。但微软对自己选择的路径充满信心。
微软研究量子结构和计算组成员Alex Bocharov曾在接受《自然》杂志采访时称，在大多数量子系统中，信息被编码到粒子的属性中，与周围环境最轻微的相互作用都会破坏它们的量子态。这意味着他们的操作精确度可能达到了99.9%，但在解决现实问题上，我们需要的精确度水平是99.99999999%，所以你需要创造出一个大型阵列的量子比特，能让你来修正这些误差。拓扑量子计算有达到99.9999%或99.99999%的潜力，这意味着我们不再需要做大量昂贵的误差校正了。
微软在量子计算机领域里十几年的坚持，在今年得到了回报。3月29日，微软研究人员在《自然》杂志上发布最新论文，宣布其量子计算取得重大突破：他们发现“天使粒子”马约拉纳费米子存在的有力证据：在特殊制备的导线中，将电子分为两半。如果微软希望建造一台能工作的量子计算机，这将是至关重要的。
对于这个突破，微软量子计算业务发展总监Julie Love在接受媒体采访时说：“我们的一个量子比特将会有1000个、甚至10000个嘈杂的量子比特那样强大。”
微软量子计算机的优势
微软量子计算研究团队的自信并非毫无道理。
首先，如果一家公司想要要制备出能真正运行的量子计算，仍需要解决一个重要问题。因为在处理量子状态时，它们在一种名为相干性（Coherence time，相干时间，就是信道保持恒定的最大时间差范围）的过程中往往存在一段很短的时间。这意味着，量子比特回到0和1经典的计算状态之前，研究员只有一个短暂的时间窗口。在上个世纪90年代末期，研究人员只有短短几纳秒（1秒= 1000000微秒，1微秒= 1000纳秒）的时间可以关注相干性。
由于微软采用的是“拓扑量子比特”进行计算，而不是普通的“逻辑量子比特”。拓扑量子比特的特点就在于，它是通过基本粒子的拓扑位置和拓扑运动来处理信息的。无论外界的干扰怎么蹂躏它的运动路径，只要它还是连续变化，从拓扑角度来看，都是一样的。
形象地说，如果你有一块某种形状的橡皮泥，在不撕裂和重新粘合的情况下，随便你怎么捏、挤、搓、拉，只要最后能从形状A变成形状B，那么在拓扑数学来看，A和B就是同一个东西。
三组拓扑等价的物体
这样一来，用拓扑量子比特进行计算，对于外界的干扰有极强的容错能力。基于拓扑量子比特的计算机就可以把规模做得很大，能力做得很强。
微软的第二个优势来自自身的人工智能云计算平台Azure。今年微软开发者大会的核心主题就是如何将微软关于智能云计算与智能边缘计算的愿景转化为现实。其中，Azure是实现这一愿景的关键，这是微软为实现智能而打造的云平台，它融入了微软在人工智能领域的全部投入与技术积累。
按照微软副总裁、量子计算部门的负责人托德霍尔姆戴尔（Todd Holmdahl）在这次微软大会上的设想，5年之后，微软的量子计算机可以加入到Azure之中，那就意味着全世界的Azure用户都有机会使用这台量子计算机解决问题。届时，Azure很有可能成为最大的量子计算平台。
微软副总裁、量子计算部门的负责人 Todd Holmdahl
微软的第三个优势在于整合开发工具。尽管量子计算机还未实现，但凭借一贯强大的开发和编程，微软在量子计算开发工具上已经有所进展。
2017年，微软已经推出了Q#量子计算编程语言，并集成到Visual Studio当中。与此同时，微软也提供了本地和云上的量子计算机模拟器，可以让开发者能提前尝鲜，在经典的计算机体系结构上尝试量子计算，或者通过Azure云计算服务测试。
