Laut Microsoft ist Quantencomputer mit Majorana nur noch Jahre, nicht Jahrzehnte entfernt

Als ob Sie mit der KI-Revolution nicht schon genug zu tun hätten, behauptet Microsoft, dass 2025 auch das Jahr ist, in dem sich Unternehmen auf Quantencomputer vorbereiten müssen.

Mitra Azizirad, Präsidentin und Chief Operating Managerin für strategische Projekte und Technologien beim KI- und IT-Riesen, schrieb, dass die Welt am "Beginn des zuverlässigen Quantencomputing-Zeitalters" stehe, und fügte hinzu, dass "sich das Tempo der Quantenforschung und -entwicklung in den nächsten zwölf Monaten, auf die unsere Branche blickt, nur noch beschleunigen wird, was diese Zeit für Unternehmensführer zu einer kritischen und katalysierenden Zeit zum Handeln macht."

Führungskräfte von Microsoft bekräftigten diese Woche ihre Überzeugung und stellten einen neuen Chip vor, der auf einem Quasiteilchen – Majorana – und einem neuen Materialzustand – der topologischen Supraleitung – basiert, die beide bisher theoretisch waren, wie sie sagten.

Das Ergebnis, über das Sie in diesem Artikel lesen können, ist Majorana 1, ein Quantenchip, der mit einer neuen Topological Core-Infrastruktur ausgestattet ist, die in einem Artikel in Nature beschrieben wird und laut Microsoft die Ankunft zuverlässiger, fehlertoleranter Quantencomputer in Jahren statt Jahrzehnten einläutet.

Ein Quantencomputer mit einer Million Qubits ist nicht nur ein Meilenstein, sondern ein Tor zur Lösung einiger der schwierigsten Probleme der Welt. Selbst die leistungsstärksten Supercomputer von heute können die Quantenprozesse, die die Eigenschaften der für unsere Zukunft wesentlichen Materialien bestimmen, nicht genau vorhersagen.

Aber Quantencomputer in dieser Größenordnung könnten zu Innovationen wie selbstheilenden Materialien führen, die Risse in Brücken reparieren, zu nachhaltiger Landwirtschaft und sichereren chemischen Entdeckungen. Was heute Milliarden von Dollar für umfassende experimentelle Recherchen und Nasslaborexperimente erfordert, könnte stattdessen durch Berechnungen auf einem Quantencomputer gefunden werden.

Die Ankündigung von Microsoft trägt zur hitzigen Debatte in der Branche über den Zeitrahmen für die Einführung nützlicher Quantensysteme bei. Google – das im Dezember Willow vorstellte, seinen neuesten Quantenchip, mit dem seine Wissenschaftler ein jahrzehntealtes Problem der Fehlerkorrektur gelöst haben – sagte, dass kommerzielle Quantenanwendungen in fünf Jahren verfügbar sein werden, während IBM "quantenbasierte Supercomputer" bis 2033 vorhersagt. Unterdessen glaubt Jensen Huang, CEO von Nvidia, dessen Grafikprozessoren auf der KI-Welle schwimmen, dass praktische Quantensysteme mindestens zwei Jahrzehnte in der Zukunft liegen.

Unabhängig davon werden Milliarden von Dollar in einen Quantencomputing-Markt investiert, der wahrscheinlich irgendwann in nicht allzu ferner Zukunft kommen wird, und Microsoft ist der Meinung, dass die Einführung von Majorana 1 diesen Moment beschleunigen wird. Wissenschaftler des Unternehmens sind seit 17 Jahren auf der Suche nach dem schwer fassbaren Majorana-Quasiteilchen. Nachdem sie es nun eingefangen haben, sagt Nayak voraus, dass Majorana 1 in der Lage sein wird, mehr als eine Million Qubits auf einem einzigen Chip zu skalieren.

Neben der Einführung von Majorana 1 legt Microsoft auch einen Plan vor, um seine Initiative für fehlertolerante Quantencomputer und skalierbare QEC voranzutreiben. Dabei wird zunächst ein Einzelqubit-Gerät namens Tetron entwickelt und dann neben einem Zweiqubit-Gerät zu einem 4×2-Tetron-Array und schließlich zu einem 27×13-Array ausgebaut.

Das Ganze baut auf einem Strategieplan auf, den Microsoft 2023 vorgestellt hat. Die Demonstration des ersten topologischen Qubits war der zweite Meilenstein, heißt es in seinem Beitrag.