Microsoft präsentierte mit «Majorana 1» den ersten Chip für einen neuartigen Quantencomputer mit «topologischer Core Architektur» und publizierte einen Artikel im Wissenschaftsmagazin «Nature».
Der Chip soll sogenannte Majoranas nutzen, spezielle Elementarteilchen, die vom italienischen Physiker Ettore Majorana Ende der 30er-Jahre postuliert wurden, deren Existenz aber bis heute nicht nachgewiesen wurde.
In der Medienmitteilung gibt sich Microsoft euphorisch und geht davon aus, dass ein Quantencomputer nicht mehr Jahrzehnte, sondern bloss noch Jahre in der Zukunft liegt.
Unberechenbar
Der Basler Physikprofessor Daniel Loss beurteilt die Studie und die Medienmitteilung kritisch. Er sehe keinen Zusammenhang zwischen den Fakten, die im wissenschaftlichen Artikel präsentiert werden, und dem Zeitplan.
Loss, ein Pionier auf dem Gebiet des Quantencomputings, bezweifelt, dass es im Chip tatsächlich Majorana-Partikel gibt und verweist auf einen Vorbehalt in der Studie selbst.
Auch andere Wissenschaftler zweifeln daran, dass diese Quasi-Partikel tatsächlich gemessen wurden. Der theoretische Physiker Henry Legg von der Britischen Universität St. Andrews kritisierte bereits zuvor die Messmethode, mit der Microsoft die Majorana-Partikel nachweisen will.
Und selbst wenn zwei Majoranas erzeugt wurden, so könne man dennoch kein Qubit bilden, meint Daniel Loss. Denn: «Für ein Qubit braucht man nicht zwei, sondern vier Majoranas. Das ist die Grundlage, um eine Superposition zu erzeugen.» Ohne Superposition kann man aber nicht rechnen.
Labor auf einem Chip
Tilman Esslinger, Professor für Physik an der ETH Zürich, vergleicht den neuen Chip mit einem Labor, in dem man experimentieren kann. Er sieht den Fortschritt bei «Majorana 1» in der Produktion der Materialien, man habe die Herstellung besser in den Griff bekommen.
Es ist ein Problem, bei dem wir neue Ideen verwenden müssen. Wir müssen offen sein – es werden noch neue Durchbrüche passieren.
«Es werden sicherlich noch viele Studien kommen, aufgrund derer wir dann wirklich beurteilen können, wo man in dem Prozess steht», ist der Spezialist für Quanteninformation überzeugt.
Immer noch Grundlagenforschung
Beide Physiker sind sich einig, dass die Arbeit am Quantencomputer immer noch Grundlagenforschung sei: «Es ist ein Problem, bei dem wir neue Ideen verwenden müssen. Wir müssen offen sein – es werden noch neue Durchbrüche passieren», meint Tilman Esslinger.
Ob es je gelingen wird, einen Quantencomputer zu bauen, sei nicht sicher, sagt Loss. Die dafür notwendigen theoretischen Modelle lassen sich nicht berechnen, weil sie zu komplex sind. Für die Entwicklung eines Quantencomputers benötigte man eigentlich bereits einen Quantenrechner.
Grosser Nutzen
Der Nutzen eines Quantenrechners sei jedoch so gross, dass Forschende und Unternehmen nicht so schnell aufgeben werden, so Loss: «Das Ziel ist sehr verlockend und es ist auch nicht mehr vorstellbar, dass es eine bessere Möglichkeit zum Rechnen als Quantenmechanik gibt, weil die Quantenmechanik für unsere Welt hier auf unserem Planeten zuständig ist.»
Die Quantenmechanik ist die Basis der Natur. Will man komplexe Vorgänge wie chemische Reaktionen berechnen, muss man mit den gleichen Mitteln arbeiten, wie die Natur auch: mit den Gesetzen der Quantenmechanik.
Welche Technologie sich bewähren wird, ob Qubits, die auf einzelnen Teilchen basieren oder topologische Qubits, lässt sich zurzeit nicht sagen. Das Rennen ist offen.
