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Microsoft hat die Markteinführung von Majorana 1 angekündigt, dem weltweit ersten Quantenchip, der auf der neuen Topological Core Architektur basiert. Dies ist ein bahnbrechender Schritt, der nach Angaben des Unternehmens die Entwicklung von Quantencomputern beschleunigen und sie in die Lage versetzen könnte, schon in den nächsten Jahren komplexe industrielle Probleme zu lösen. Schauen wir uns das genauer an.
Majorana 1 - warum ist es ein Durchbruch?
Der neue Chip basiert auf einem innovativen Material namens Topokonduktor, oder topologischer Supraleiter. Es ist ein einzigartiges Material, das die Schaffung einer neuen Art von Materiezustand ermöglicht – kein fester, flüssiger oder gasförmiger, sondern ein topologischer Zustand. Dies ermöglicht die Herstellung von stabileren Cubits, die schnell und kompakt sind und digital gesteuert werden können.
Die Architektur von Majorana 1 ist auf die Zukunft ausgerichtet und ermöglicht bis zu einer Million Cubits auf einem handflächengroßen Chip. Die aktuelle Version dieses Chips enthält jedoch acht Cubits. Eine solche Lösung könnte in Zukunft unter anderem praktische Anwendungen finden. bei der Zersetzung von Mikroplastik in harmlose Substanzen oder bei der Entwicklung von selbstreparierenden Materialien, die im Bauwesen, in der Industrie und in der Medizin verwendet werden.
“Wenn Sie einen Quantencomputer bauen, müssen Sie eine Strategie haben, um eine Million Cubits zu erreichen. Ohne dies werden Sie an Grenzen stoßen, bevor Sie den notwendigen Umfang erreichen, um die wirklich wichtigen Probleme zu lösen „,“ – erklärt Chetan Nayak, leitender Ingenieur bei Microsoft.
Ein bahnbrechender Aspekt dieses Projekts ist die Verwendung von Majorana-Fermionen als Grundlage für die Cubits in Microsofts Chip. Ihr größter Vorteil ist ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegen Interferenzen, und sie sind viel stabiler als die traditionellen Qubits, die in anderen Quantentechnologien verwendet werden. Diese Stabilität ist entscheidend für die weitere Entwicklung von Quantencomputern, da sie Fehler reduziert und die Zuverlässigkeit der Berechnungen erhöht.
Wenn sich diese Technologie als besser erweist als die bisherigen Methoden, könnte sie einen Durchbruch bei der Konstruktion von vollwertigen Quantencomputern bedeuten, die in der Lage sind, Probleme zu lösen, die selbst für die leistungsstärksten Computer unzugänglich sind.
Einsatz von Quantencomputern
Wenn Quantencomputer die volle Skalierbarkeit erreichen, könnten sie viele Branchen revolutionieren – von der Chemie bis zur Werkstofftechnik. Sie können zum Beispiel dabei helfen, korrosionsbeständige Materialien zu entwickeln, was sich auf die längere Lebensdauer von Brücken oder Flugzeugen auswirkt.
Dank präzisem Quantencomputing könnte es auch möglich werden, effektive Methoden für das Recycling von Plastik zu finden oder Enzyme zu entwickeln, die die Landwirtschaft und die Nahrungsmittelproduktion unter extremen Bedingungen unterstützen.
Die Kombination von Quantencomputern mit künstlicher Intelligenz könnte es Ingenieuren in Zukunft ermöglichen, neue Materialien oder Moleküle zu entwerfen, indem sie einfach Fragen in natürlicher Sprache stellen.
„Ein Quantencomputer kann der KI die Sprache der Natur beibringen, so dass die KI einfach ein Rezept für das Material oder die Substanz geben kann, die wir erschaffen wollen“, sagt Matthias Troyer, Senior Engineer bei Microsoft.
Zusammenfassung
Majorana 1 ist ein Meilenstein auf dem Weg zu praktischen Quantencomputern. Mit der neuen Topological Core-Architektur, der Verwendung von Majorana-Fermionen und einem innovativen Ansatz zur Cubit-Kontrolle setzt Microsoft neue Akzente in dieser Technologie. Wenn sich alle Vorteile dieser Methode bestätigen, könnte sie die Entwicklung von Quantencomputern erheblich beschleunigen, die Industrie und Wissenschaft revolutionieren und den Weg für bahnbrechende Neuerungen ebnen werden.
