Microsofts Majorana-Chip: Ein Meilenstein im Quantencomputing

REDMOND / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Microsoft hat einen bedeutenden Fortschritt im Bereich des Quantencomputings erzielt, indem es den Majorana 1-Chip vorgestellt hat, der auf topologischen Qubits basiert.

Microsoft hat kürzlich den Majorana 1-Chip präsentiert, der als erster Quantenprozessor auf topologischen Qubits basiert. Diese Entwicklung könnte die Grundlage für extrem leistungsfähige Quantencomputer bilden, die in der Lage sind, komplexe wissenschaftliche und medizinische Probleme in kürzerer Zeit zu lösen, als es mit herkömmlichen Computern möglich wäre. Microsoft plant, dies durch den Einsatz neuer Materialien und einer innovativen Architektur zu erreichen.

Die Forschung an topologischen Qubits ist bei Microsoft nicht neu. Bereits 2018 gelang es Wissenschaftlern des Microsoft-Quantenlabors, sogenannte Majorana-Zustände in Festkörpern nachzuweisen. Diese Quasi-Teilchen sollen robustere Qubits ermöglichen als die in herkömmlicher Quanten-Hardware verwendeten. Allerdings musste Microsoft drei Jahre später einen Rückschlag hinnehmen, als sich herausstellte, dass die ursprüngliche Datenanalyse unzureichend war.

Nun jedoch ist Microsoft überzeugt, einen Durchbruch erzielt zu haben. Der Majorana 1-Chip könnte eine Million Qubits auf einem einzigen Chip unterbringen, der nicht größer ist als herkömmliche Server- und PC-Prozessoren. Dabei werden Majorana-Partikel verwendet, deren Existenz bereits 1937 von dem italienischen Physiker Ettore Majorana postuliert wurde. Diese Partikel erfüllen die grundlegenden Gleichungen der Quantenmechanik, wurden jedoch bislang nur indirekt nachgewiesen.

Microsoft hat zudem den weltweit ersten ‘Topoconductor’ entwickelt, einen topologischen Supraleiter, der Majorana-Partikel erzeugen und kontrollieren kann. Dies soll die Herstellung zuverlässiger Qubits ermöglichen. Die Forschungsergebnisse wurden in einem Artikel in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Derzeit nutzt der Majorana 1-Chip acht dieser neuartigen Qubits, doch das Ziel ist, diese Zahl auf eine Million zu skalieren.

Die Entwicklung von Quantencomputern könnte durch diesen Fortschritt erheblich beschleunigt werden. Während NVIDIA-Chef Jensen Huang Anfang des Jahres noch erklärte, dass es vermutlich noch 20 Jahre dauern werde, bis Quantencomputer wirklich nützlich werden, verspricht Microsoft, in einigen Jahren einen fehlertoleranten Prototyp des eigenen Quantenprozessors präsentieren zu können.

Experten bleiben jedoch vorsichtig optimistisch. Laut Branchenberichten müssen zunächst weitere Daten gesammelt werden, um die Forschungsergebnisse zu untermauern. Travis Humble vom Quantum Science Center des Oak Ridge National Laboratory betont, dass noch viel Arbeit vor Microsoft liegt, um die Prototypen weiter zu skalieren und industrielle Anwendungen zu ermöglichen.

Professor Paul Stevenson von der Universität Surrey sieht in der Forschung einen bedeutenden Schritt, weist jedoch auf die noch bestehenden Herausforderungen hin. Chris Heunen von der Universität Edinburgh hingegen zeigt sich optimistischer und bezeichnet Microsofts Pläne als glaubwürdig. Er sieht in den nächsten Jahren eine spannende Entwicklung auf dem Weg zu einem funktionierenden Quantencomputer.

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