Microsoft meldet Durchbruch bei Quantencomputern: Neue Partikel sollen revolutionäre Qubits ermöglichen

Microsoft hat nach eigenen Angaben einen entscheidenden Schritt in der Entwicklung von Quantencomputern getan. Das US-Technologieunternehmen gab bekannt, mithilfe neuer Partikel im sogenannten vierten Aggregatzustand – den sogenannten Majorana-Fermionen – erstmals funktionale „topologische“ Qubits erzeugt zu haben. Mit dieser Technologie hofft Microsoft, bis Ende des Jahrzehnts eine praktikable Quantenmaschine zu bauen und so die aktuellen Marktführer zu übertrumpfen.
Anders als herkömmliche Qubits, die nur für extrem kurze Zeit in einem stabilen Quantenzustand bleiben, sollen topologische Qubits mit Majorana-Fermionen deutlich ausfallsicherer arbeiten. Laut Microsoft bräuchten Rechner auf Basis dieser neuartigen Teilchen nur ein Zehntel der üblichen Fehlerkorrekturqubits. Das könnte den Sprung zu skalierbaren Quantencomputern massiv beschleunigen, so Sankar Das Sarma, Physikprofessor an der University of Maryland. Dennoch räumt er ein, dass ein geringer Zweifel bleibt, ob das Signal auch eindeutig dem gesuchten Effekt zugeordnet werden kann.
Microsofts Forschung verlief über Jahre nicht ohne Rückschläge. Bereits 2018 behauptete das Unternehmen, das lang gesuchte Teilchen gefunden zu haben, musste eine entsprechende Publikation später aber aufgrund inkonsistenter Daten zurückziehen. Diesmal will Microsoft Untermauerungen liefern: Ein in „Nature“ veröffentlichtes Paper spricht von konkreten Anzeichen für das erfolgreiche „Einfangen“ der Majorana-Teilchen. Außerdem hat das Unternehmen unter dem Namen „Majorana 1“ einen ersten Prozessor mit acht topologischen Qubits vorgestellt, der laut Microsoft langfristig eine Integration von bis zu einer Million Qubits pro Chip ermöglichen könnte.

Dass US-Behörden den Fortschritt ernst nehmen, belegt die jüngste Beauftragung durch die Militärforschungsagentur Darpa. Gemeinsam mit dem kalifornischen Start-up PsiQuantum, das auf photonische Qubits setzt, soll Microsoft demonstrieren, ob in naher Zukunft großskalige Quantenrechner realisierbar sind. Ob das ultimative Quantenzeitalter aber bereits in wenigen Jahren anbricht, ist laut Nvidia-Chef Jensen Huang fraglich: Er hält einen wirklich nützlichen Quantencomputer für bis zu 20 Jahre entfernt. Microsoft sieht das anders und hofft, mit seiner drastisch reduzierten Fehlerkorrektur rascher auf echte Durchbrüche zusteuern zu können.