- Tony Stark erschafft in “Iron Man 2” ein neues Element für seinen Arc-Reaktor. Microsoft präsentiert 2025 “Majorana 1”, den ersten Chip mit einem neuen Materiezustand. Microsoft entwickelte den topologischen Materiezustand aus Indiumarsenid und Aluminium. Der Chip nutzt Majoranas, eine neue Partikelsorte, für das Quantencomputing. Qubits aus Majoranas versprechen Fortschritte in Quantencomputing und Medizin.
Im filmischen Epos “Iron Man 2” erschafft Tony Stark ein neues Element, um den Arc-Reaktor in seiner Brust und seinen mechanischen Anzug zu betreiben, was unzähligen Sci-Fi-Liebhabern unvergesslich im Gedächtnis geblieben ist. Microsoft gelang 2025 ein Fortschritt, der in ähnlicher Liga spielt, indem sie einen neuen Materiezustand erschufen. Heute früh stellte der Technologie-Gigant einen Meilenstein vor: “Majorana 1”, der erste Chip dieser Art weltweit, der für einen großen Aufruhr in der Tech-Welt sorgte. Microsoft arbeitete jahrelang an der Entwicklung dieses Chips, eine Zeit geprägt von unzähligen technischen Durchbrüchen.
Microsofts Innovation: Der Topologische Materiezustand
Was dabei am beeindruckendsten klingt, ist das Schaffen eines neuen Materiezustands. Neben den bekannten Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig sowie den exotischen Formen wie Plasma und Bose-Einstein-Kondensat hat Microsoft den sogenannten topologischen Materiezustand vorgestellt. Dieses bahnbrechende Ergebnis erforderte die Entwicklung einer gänzlich neuen Materialzusammensetzung, bestehend aus Indiumarsenid und Aluminium, die Microsoft atomgenau designte und herstellte.
Das Unternehmen erschuf eine neue Sorte von Teilchen, genannt Majoranas, die dem Chip ihren Namen verleihen. Bis dahin existierte dieser Materiezustand lediglich in der theoretischen Physik. Er besteht hauptsächlich aus einem Aluminiumstreifen als supraleitender Einheit, während die halbleitende Einheit aus Indiumarsenid gefertigt wird. Bei einer Abkühlung nahe dem absoluten Nullpunkt und unter magnetischen Feldern formen sich diese Geräte zu topologischen supraleitenden Nanodrähten mit Majorana-Zero-Moden (MZMs) an deren Enden.
Warum ist Quantencomputing die Zukunft?
Das Fundament des Quantencomputings bilden Qubits, welche als Pendant zu den Bits klassischer Computer fungieren. Bei Quantencomputern, die Majoranas nutzen, dienen MZMs als Grundbausteine für diese Qubits. Qubits können auf verschiedene Weise erzeugt werden; Microsoft setzt hierbei auf sogenannte topologische Qubits. Mit dem topologischen Kern von Majorana 1 kann ein Szenario mit bis zu einer Million Qubits auf einem einzigen Chip geschaffen werden.
Dank dieser Innovation plant Microsoft, in kurzer Zeit den weltweit ersten fehlertoleranten Prototyp eines stabilen Quantencomputers zu entwickeln, und nicht erst in einigen Jahrzehnten. Dieses Unterfangen ist Teil des US-amerikanischen Programms US2QC innerhalb der DARPA, welches weniger erforschte Systeme für nutzbare Quantentechnologien untersucht. Microsoft glaubt, dass die zugrunde liegende Technologie schon jetzt bewiesen ist und ihre Architektur eine beachtliche Skalierbarkeit aufweist.
Fortschritte in der Quantencomputing-Technologie versprechen eine dramatische Beschleunigung wissenschaftlicher Prozesse, wie der Entdeckung neuer Medikamente und der Schaffung selbstheilender Materialien. Erste Erfolge bei der Zusammenarbeit mit der Case Western Reserve University zeigen, dass Krebsuntersuchungen wesentlich schneller durchgeführt und Krankheitsindikatoren präziser identifiziert werden können. Diese Entwicklung hat das Potenzial, Diagnose und Behandlung in der Medizin zu revolutionieren, indem sie eine frühere Erkennung von Krankheiten ermöglichen und die Synthese neuer Medikamente verbessern.
