REDMOND / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Microsoft hat kürzlich einen bedeutenden Fortschritt im Bereich des Quantencomputings verkündet: die Entwicklung des Majorana 1 Prozessors, der auf sogenannten topologischen Qubits basiert. Diese Innovation könnte die Art und Weise, wie wir Quantencomputer nutzen, grundlegend verändern.
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Microsoft hat mit der Ankündigung seines Majorana 1 Prozessors, der auf topologischen Qubits basiert, für Aufsehen gesorgt. Diese Qubits speichern Informationen in einem exotischen Materiezustand und könnten einen entscheidenden Durchbruch im Quantencomputing darstellen. Das Unternehmen hat gleichzeitig eine Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Nature und eine Roadmap für zukünftige Entwicklungen präsentiert.
Der Majorana 1 Prozessor ist so konzipiert, dass er bis zu eine Million Qubits aufnehmen kann. Diese Kapazität könnte ausreichen, um viele der ehrgeizigen Ziele des Quantencomputings zu erreichen, wie das Knacken kryptografischer Codes und die schnellere Entwicklung neuer Medikamente und Materialien. Sollte Microsofts Ansatz erfolgreich sein, könnte das Unternehmen Konkurrenten wie IBM und Google, die derzeit als führend im Rennen um den Bau eines Quantencomputers gelten, überholen.
Topologische Qubits sind eine besondere Art von Qubits, die Informationen in einem stabileren Zustand speichern können. Dies wird durch die Nutzung von Majorana-Teilchen erreicht, die erstmals 1937 vom italienischen Physiker Ettore Majorana theoretisch beschrieben wurden. Diese Teilchen existieren nur in speziellen Materialien, sogenannten topologischen Supraleitern, die auf extrem niedrige Temperaturen gekühlt werden müssen.
Microsofts Ansatz, Majorana-Teilchen zu verwenden, ist einzigartig, da diese Teilchen nicht natürlich vorkommen und normalerweise nur in universitären Forschungseinrichtungen untersucht werden. Das Unternehmen hat ein System entwickelt, bei dem zwei winzige Drähte mit jeweils einem Majorana-Teilchen an jedem Ende als Qubit fungieren. Der Wert des Qubits wird durch Mikrowellenmessungen bestimmt, die anzeigen, ob sich ein Elektron in einem der beiden Drähte befindet.
Ein wesentlicher Vorteil der topologischen Qubits ist ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Störungen. Durch das sogenannte „Flechten“ der Majorana-Teilchen können sie fehlerfrei gemessen werden. Dies könnte die Fehleranfälligkeit, die andere Quantencomputer-Designs plagt, erheblich reduzieren. Während andere Technologien hunderte physikalische Qubits benötigen, um ein einziges zuverlässiges logisches Qubit zu erzeugen, setzt Microsoft auf die Entwicklung von Majorana-basierten Qubits, um diese Herausforderung zu meistern.
Allerdings gibt es auch bei diesem Ansatz Einschränkungen. Eine Operation, bekannt als T-Gate, kann nicht fehlerfrei durchgeführt werden. Dennoch ist die Korrektur dieser Fehler einfacher als die allgemeine Fehlerkorrektur bei anderen Quantenplattformen. Microsoft plant, seine Roadmap weiterzuverfolgen und größere Qubit-Sammlungen zu entwickeln.
Die wissenschaftliche Gemeinschaft wird die Entwicklung von Microsofts Quantencomputing-Prozessoren genau beobachten und ihre Leistung im Vergleich zu anderen bereits etablierten Prozessoren bewerten. Gleichzeitig wird die Forschung zu den exotischen Eigenschaften der Majorana-Teilchen an Universitäten weltweit fortgesetzt.
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