Microsoft hat einen bedeutenden Durchbruch im Bereich des Quantencomputings mit dem Prozessor Majorana 1 vorgestellt. Dieser integriert eine weltweit einzigartige Topological Core-Architektur, die es ermöglicht, Qubits, die grundlegenden Einheiten des Quantencomputings, zu stabilisieren und skalierbar zu machen.
Diese Innovation basiert auf der Verwendung von Topoleitern, Materialien, die in der Lage sind, Majorana-Teilchen zu manipulieren. Diese bisher nur theoretisch beschriebenen Teilchen sind entscheidend, um stabilere und weniger störanfällige Qubits zu schaffen. Diese Technologie könnte den Bau von Quantencomputern mit einer Million Qubits ermöglichen, die in der Lage sind, derzeit unlösbare Probleme zu bewältigen.
Der Quantenprozessor Majorana 1, eine Revolution im Bereich des Quantencomputings.
Quelle: Microsoft Die Entwicklung des Majorana 1 erforderte die Herstellung eines neuen Verbundmaterials auf Basis von Indiumarsenid und Aluminium. Dieses Material, Atom für Atom konstruiert, ermöglicht die Stabilisierung topologischer Qubits und bietet somit einen vielversprechenden Weg für das großskalige Quantencomputing.
Microsoft hat außerdem eine Methode zur digitalen Steuerung von Qubits entwickelt, die deren Handhabung vereinfacht. Dieser Ansatz steht im Gegensatz zu den derzeitigen analogen Methoden, die komplexer und weniger skalierbar sind. Die digitale Steuerung ermöglicht ein besseres Fehlermanagement und eine einfachere Skalierung.
Das Unternehmen erhielt Unterstützung von der DARPA, einer Behörde des US-Verteidigungsministeriums, um die Entwicklung dieser Technologie zu beschleunigen. Microsoft gehört zu den beiden Unternehmen, die für die Endphase des US2QC-Programms der DARPA ausgewählt wurden, das darauf abzielt, einen industrietauglichen Quantencomputer zu entwickeln.
Schließlich arbeitet Microsoft mit Partnern wie Quantinuum und Atom Computing zusammen, um die praktischen Anwendungen dieser Technologie zu erforschen. Diese Kooperationen zielen darauf ab, zuverlässige Quantencomputer zu schaffen, die in der Lage sind, Hand in Hand mit Systemen der künstlichen Intelligenz zu arbeiten.
Der Majorana 1 stellt einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zur Realisierung von Quantencomputern dar, die komplexe Probleme in der Chemie, Materialwissenschaft und anderen industriellen Bereichen lösen können. Diese Technologie könnte die Art und Weise, wie wir Materialien, Medikamente und Katalysatoren entwickeln, revolutionieren, indem sie präzise und schnelle Berechnungen ermöglicht, die bisher unmöglich waren.
Was ist ein topologisches Qubit?
Ein topologisches Qubit ist eine grundlegende Einheit des Quantencomputings, die topologische Eigenschaften nutzt, um die Quantenkohärenz aufrechtzuerhalten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Qubits sind topologische Qubits stabiler und weniger anfällig für äußere Störungen.
Diese Qubits nutzen exotische Teilchen, sogenannte Majoranas, die in speziellen Materialien, den Topoleitern, existieren können. Majoranas schützen die Quanteninformation vor Fehlern, was für die Zuverlässigkeit der Berechnungen entscheidend ist.
Die Herstellung topologischer Qubits erfordert spezielle Materialien wie Indiumarsenid, die mit atomarer Präzision zusammengesetzt werden müssen. Diese Komplexität wird durch die Vorteile in Bezug auf Stabilität und Skalierbarkeit ausgeglichen.
Schließlich ebnen topologische Qubits den Weg für leistungsfähigere und zuverlässigere Quantencomputer, die in der Lage sind, komplexe Probleme in Wissenschaft und verschiedenen industriellen Bereichen zu lösen.
Quelle: Microsoft