Ein Quanten-Supercomputer muss von zuverlässigen und logischen Qubits angetrieben werden. Diese werden jeweils aus vielen physikalischen Qubits gebildet. Ein Qubit steht für die zentrale Informationseinheit im Quantencomputing.

Um dem Ziel des Quanten-Supercomputers gerecht zu werden, hat Microsoft jetzt ein brandneues Qubit auf Hardware-Ebene entwickelt.

Um den Supercomputer zu ermöglichen, sind mehrere Meilensteine nötig. Im einem Paper in Physical Review B wurde veröffentlicht, dass Microsoft den ersten Meilenstein erreicht hat.

In dem Paper beschreibt Microsoft, wie sie ein Gerät entwickelt haben, mit dem es möglich ist, gezielt und kontrolliert eine topologische Phase der Materie induzieren zu können. Die topologische Phase kann hochstabile Qubits mit geringem Platzbedarf, schnellen Gatterzeiten und einer digitalen Steuerung ermöglichen.

Allerdings kann Unordnung diese topologische Phase zerstören und ihren Nachweis erschweren. Die Arbeit von Microsoft zeigt allerdings, dass Bauelemente des Gerätes diese Unordnung gering genug halten.

Damit ist der Weg für ein neues, stabiles Qubit geebnet. Darüber hinaus hat Microsoft eine neue Messung des Störungsgrades entwickelt. Diese Messung bildet die Grundlage für weitere Verbesserungen und ermöglicht die Erreichung weiterer Meilensteine.

Jedes der von Microsoft entwickelten Qubits wird auf einer Seite weniger als zehn Mikrometer groß sein. So passen eine Millionen davon auf die Fläche eines Smartchips einer Kreditkarte.

Jede Qubit-Operation wird außerdem weniger als eine Mikrosekunde dauern. Das bedeutet, dass Probleme in Wochen und nicht in Jahrzehnten oder Jahrhunderten gelöst werden können.

Zudem werden die Qubits durch digitale Spannungsimpulse gesteuert. Damit wird sichergestellt, dass eine Maschine mit Millionen von Qubits keine übermäßige Fehlerquote aufweist.

Der Tag der Ankündigung ist ein wichtiger Schritt zur Entwicklung eines Quanten-Supercomputers. Dieser wird es den Forschenden ermöglichen, die schwierigsten Probleme der Welt zu lösen.

„Unser Ziel ist es, die nächsten 250 Jahre des Fortschritts in der Chemie und Materialwissenschaft auf die nächsten 25 Jahre zu komprimieren“, erklärt Chief Executive Officer Satya Nadella.

Mit diesem ersten Meilenstein – der Kontrolle einer topologischen Phase – rückt dieses Ziel in greifbare Nähe. Bleiben noch weitere fünf Meilensteine bis zum Endziel.