Microsoft hat für die Herstellung seines Quantenchips einen völlig neuen Zustand der Materie geschaffen

Eskere Guru

In Marvels Iron Man 2 erschafft der Protagonist Tony Stark ein neues Element, um den Lichtbogenreaktor in seiner Brust und den Mech-Anzug, den er im Superheldenmodus trägt, anzutreiben. Es bleibt eine der coolsten Kinoszenen für Science-Fiction-Fans. Microsoft hat es geschafft, im Jahr 2025 etwas Ähnliches zu erreichen, indem es einen neuen Zustand der Materie geschaffen hat.

Heute stellte der Technologieriese Majorana 1 vor, den weltweit ersten Quantencomputer- Chip – ein Durchbruch, der die gesamte Technologiewelt in Aufruhr versetzte. Das Unternehmen verbrachte Jahre mit der Entwicklung des Chips, was zu zahlreichen Durchbrüchen führte.

Aber keine davon klingt so beeindruckend wie die Entwicklung eines neuen Materiezustands. Es gibt drei Grundzustände der Materie – fest, flüssig und gasförmig – und zwei exotische Formen, die wir als Plasma und die Bose-Einstein-Kondensate (BECs) kennen. Microsoft hat den sogenannten topologischen Zustand der Materie geschaffen.

„Dieser Durchbruch erforderte die Entwicklung eines völlig neuen Materialstapels aus Indiumarsenid und Aluminium, von dem Microsoft einen Großteil davon Atom für Atom entworfen und hergestellt hat“, sagt das Unternehmen.

Das Unternehmen hat technisch gesehen eine neue Partikelart namens Majoranas entwickelt, die dem Quantenchip, den sie antreibt, ihren Namen gibt. Bisher gebe es diesen Sachverhalt nur in der Theorie, behauptet Microsoft.

Es ist ein Hybridderivat aus zwei Hauptkomponenten: einem Aluminiumstreifen, der als supraleitende Einheit fungiert, während die halbleitende Einheit aus einer Chemikalie namens Indiumarsenid (InAs) besteht.

„Wenn diese Geräte auf nahezu den absoluten Nullpunkt abgekühlt und mit Magnetfeldern abgestimmt werden, bilden diese Geräte topologische supraleitende Nanodrähte mit Majorana Zero Modes (MZMs) an den Drahtenden“, fügt das Unternehmen hinzu.

Warum ist Quantencomputing die Zukunft?

Der grundlegende Block des Quantencomputings ist ein Qubit, das den Bits entspricht, die das Herzstück klassischer Computer bilden. Für die Quantencomputer mit Majorana-Antrieb dienen die MZMs als Grundmaterial für die Qubits.

Nun können Qubits auf verschiedene Arten erstellt werden. Die Iteration von Microsoft basiert auf dem, was das Unternehmen als topologische Qubits bezeichnet. Das Herzstück von Majorana 1 ist ein topologischer Kern, der auf einem einzigen Chip auf eine Million Qubits skaliert werden kann.

Majorana 1 erklärt: Der Weg zu einer Million Qubits

Dank der Innovation ist Microsoft nach eigenen Angaben auf dem Weg, den weltweit ersten fehlertoleranten Prototypen (FTP) eines stabilen Quantencomputers seit Jahren und nicht Jahrzehnten zu entwickeln.

Insbesondere führt das Unternehmen die Mission im Rahmen des staatlichen Programms „Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing“ (US2QC) durch, das von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) durchgeführt wird.

„Die grundlegende Technologie hat sich bewährt und wir glauben, dass unsere Architektur skalierbar ist“, stellt das Unternehmen fest. Laut Microsoft wird die Weiterentwicklung des Quantencomputings wissenschaftliche Prozesse wie die Entdeckung neuer Medikamente, die Entwicklung selbstheilender Materialien, Fortschritte in der Landwirtschaft und mehr dramatisch beschleunigen.

Beispielsweise hat die Arbeit von Microsoft im Bereich Quantencomputing zusammen mit Experten der Case Western Reserve University bereits dazu beigetragen, Krebsscans viel schneller zu entwickeln und die Präzision der Erkennung von Krankheitszeichen zu verbessern.

Diese Entwicklungen bieten das Potenzial, die medizinische Diagnostik und Behandlung zu revolutionieren, indem sie eine frühere Erkennung von Krankheiten wie Krebs und, was noch wichtiger ist, die Synthese neuer Medikamente ermöglichen.

Google liegt mit seinen eigenen Quantencomputing-Bemühungen nicht allzu weit zurück. Der Leiter der Quantenabteilung, Hartmut Neven, behauptete kürzlich, dass es innerhalb der nächsten fünf Jahre reale Anwendungen des Quantencomputings geben werde.