Microsoft erzielt großen Durchbruch im Quantencomputing

Microsoft glaubt, dass ihm auf dem Gebiet des Quantencomputings ein bedeutender Durchbruch gelungen ist, der die Möglichkeit eröffnet, Quantencomputer zur Lösung von Problemen im industriellen Maßstab einzusetzen. Das bekannteste Unternehmen der Welt ist seit 17 Jahren an einem Forschungsprojekt beteiligt, um ein neues Material und eine neue Architektur für Quantencomputer zu entwickeln. Nach all diesen Jahren können sie endlich den Majorana 1-Prozessor vorstellen – Microsofts ersten Quantenprozessor, der auf einer neuen Architektur basiert.

Den Kern eines Quantencomputers bilden die Qubits, eine Informationseinheit der Quanteninformatik, die den von heutigen Computern verwendeten Binärbits sehr ähnlich ist. Unternehmen wie IBM, Microsoft und Google arbeiten seit Jahren daran, Qubits so zuverlässig wie Binärbits zu machen, da sie viel empfindlicher auf Rauschen reagieren, das zu Fehlern oder Datenverlust führen kann.

Majorana 1 hat das Potenzial, eine Million Qubits auf einem einzigen Chip unterzubringen, der nicht viel größer ist als die Prozessoren in Desktop-Computern und Servern. Für die Berechnungen in diesem neuen Chip verwendet Microsoft keine Elektronen, sondern Majorana-Teilchen, die der theoretische Physiker Ettore Majorana 1937 beschrieben hat. Microsoft erreichte diesen Meilenstein durch die Entwicklung des sogenannten „weltweit ersten Topoleiters“, eines neuen Materials, mit dem sich Majorana-Teilchen nicht nur beobachten, sondern auch steuern lassen, um zuverlässigere Qubits zu erzeugen.

Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht und beschreiben detailliert, wie die Forscher das neue „topologische“ Qubit erstellt haben. Microsoft war an der Entwicklung eines neuen Materials aus Indiumarsenid und Aluminium beteiligt und installierte acht topologische Qubits auf einem Chip, von dem das Unternehmen hofft, dass er die Anzahl irgendwann auf eine Million erhöhen kann.

Ein einzelner Chip mit einer Million Qubits könnte viel genauere Simulationen ausführen und so zu einem besseren Verständnis der natürlichen Welt beitragen und Durchbrüche in Medizin und Wissenschaft ermöglichen.

„Wir arbeiten seit 17 Jahren an diesem Projekt.“ „Dies ist das am längsten laufende Forschungsprogramm des Unternehmens“, erklärt Zulfi Alam, Corporate Vice President für Quantentechnologie bei Microsoft. „Nach 17 Jahren präsentieren wir Ergebnisse, die nicht nur unglaublich, sondern real sind. Sie werden neu definieren, wie sich die nächste Phase der Quantenreise entwickeln wird.“

„Wir machten einen Schritt zurück und sagten: ‚Okay, lasst uns einen Transistor für das Quantenzeitalter erfinden.‘“ „Welche Funktionen sollte es haben?“, fragt Chetan Nayak, technischer Mitarbeiter von Microsoft. „Und so sind wir tatsächlich dorthin gelangt – die besondere Kombination, Qualität und wichtigen Details unseres neuen Materialsatzes ermöglichten einen neuen Qubit-Typ und letztlich unsere gesamte Architektur.“

Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) hat Microsoft nun als eines von zwei Unternehmen ausgewählt, um in die letzte Phase des Projekts Unresearched Systems for Application-Scale Quantum Computing (US2QC) vorzudringen.