⚛️ Von Majorana 1 zu 2: Microsoft enthüllt einen 1.000 Mal zuverlässigeren Quantenchip

Microsoft hat gerade einen Quantenchip vorgestellt, dessen Quantenbits (Qubits) 1.000 Mal länger stabil bleiben als die seines Vorgängers. Statt einiger Millisekunden hält die Kohärenz nun im Durchschnitt 20 Sekunden, manchmal sogar bis zu einer Minute. Ein Sprung, der Forscher träumen lässt, die bereits 2029 einen zuverlässigen Quantencomputer erwarten – deutlich früher als gedacht. Dennoch wirft diese Ankündigung Zweifel unter Fachleuten auf.


Um was genau handelt es sich? Der Chip Majorana 2 verwendet sogenannte topologische Qubits. Ihr Prinzip basiert auf einer 90 Jahre alten Idee des Physikers Ettore Majorana: Ein Teilchen kann sein eigenes Antiteilchen sein. Durch die Kombination eines Halbleiters mit einem Supraleiter erschafft Microsoft „Topokonduktoren“. Die Qubits sollen stabiler und energieeffizienter sein als die auf supraleitenden Metallen basierenden Qubits von IBM oder Google.

Der Übergang von Majorana 1 zu Majorana 2 erforderte Materialwechsel. Statt Aluminium schützt nun Blei die Qubits vor äußeren Störungen (elektromagnetische Wellen, kosmische Strahlung). Der Halbleiter wurde ebenfalls verbessert, und zwar mit einer Legierung aus Indiumarsenid und Indiumantimonid, wodurch sich die „topologische Barriere“ verdoppelt, die die Qubits vom Rauschen isoliert. Das Ergebnis: eine tausendfach höhere Zuverlässigkeit.

Für die Entwicklung dieses Chips setzte Microsoft auf künstliche Intelligenz. Die Ingenieure mussten Verunreinigungen mit atomarer Präzision in die Kristallstruktur einbringen. Zu viele oder falsch dosierte Verunreinigungen hätten alles gestört. Mithilfe von KI-Agenten konnten sie Tausende von Konfigurationen parallel simulieren und in einem Durchgang das ideale Rezept finden, statt Wochen zu benötigen. Die KI automatisierte auch die Messungen und beschleunigte die Experimente erheblich.

Trotz dieser Fortschritte bleibt die Wissenschaftsgemeinschaft vorsichtig. Einige Physiker bezweifeln, dass Microsoft die Existenz der Majorana-Nullmoden (MZM), der Grundlage dieser Qubits, wirklich bewiesen hat. Die Vorveröffentlichung der Studie wurde noch nicht von Fachkollegen begutachtet, und die vorherige Studie dieser Art wurde nie in einer Zeitschrift veröffentlicht. „Man muss eine unabhängige Reproduktion abwarten, bevor man ein Urteil fällt“, bremst Yuval Boger, Forscher bei QuEra.

Microsoft gibt an, die Zeit bis zum ersten „fehlertoleranten“ Quantencomputer, der seine eigenen Fehler korrigieren kann, zu halbieren. Das Ziel ist nun 2029. Diese Maschine könnte Probleme lösen, die für heutige Supercomputer unzugänglich sind. Es gibt jedoch andere Ansätze: supraleitende Qubits, neutrale Atome, Photonen ... Jeder hat seine Vorteile.