22.06.2023

Microsoft verspricht Quanten-Supercomputer innerhalb der nächsten Dekade

Microsoft ist nun in der Lage, sogenannte Majorana-Fermionen zu erzeugen. Dies sei ein erster "Step" in Richtung "Quanten-Supercomputer".
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Quanten-Supercompter, Mocrosoft, qubits
(c) Microsoft - Illustrativer Aufbau des Quanten-Supercomputers von Microsoft in einem Azure-Datenzentrum.

Im Rahmen seiner virtuellen Konferenz „Azure Quantum: Accelerating Scientific Discovery“ gab Microsoft bekannt, einen grundlegenden Durchbruch in der Physik geschafft zu haben. Dafür hat das Unternehmen die von Fachleuten geprüften Daten in einer Zeitschrift der „American Physical Society“ vorgelegt. Der US-Konzern habe damit „den ersten Meilenstein“ auf dem Weg zu einem Quanten-Supercomputer erreicht und sei nun in der Lage, sogenannte Majorana-Fermionen zu erzeugen und zu kontrollieren und damit auf dem Weg, ein neues, hardwaregeschütztes Qubit (in der Quanteninformatik, die Grundlage für Quantencomputer) zu entwickeln.

Quanten-Supercomputer: „Eher in Jahren statt Jahrzehnten“

Krysta Svore, Microsofts Vizepräsidentin für fortgeschrittene Quantenentwicklung, erzählte Techcrunch, dass das Unternehmen glaubt, dass es weniger als zehn Jahre dauern wird, um einen Quanten-Supercomputer mit diesen Qubits zu bauen – der zuverlässig eine Million Quantenoperationen pro Sekunde durchführen kann. Dies sei eine neue Messgröße, die Microsoft einführe, da die gesamte Branche bestrebt ist, die derzeitige Ära des lauten Quantencomputers im mittleren Maßstab (NISQ) zu überwinden. „Wir denken über unseren Fahrplan und die Zeit bis zum Quanten-Supercomputer eher in Jahren als in Jahrzehnten“, so Svore.

Stabilität als Vorteil

Majorana-Qubits haben den Vorteil, dass sie sehr stabil sind (vor allem im Vergleich zu herkömmlichen Techniken), aber auch extrem schwierig zu erzeugen. Die von Experten begutachtete Arbeit belegt, dass Microsoft diesen ersten „Milestone“ auf dem Weg zu einem Quanten-Supercomputer tatsächlich erreicht hat. Um zu diesem Punkt zu gelangen, hat das US-Unternehmen Ergebnisse von mehr Geräten und weitaus mehr Daten vorgelegt als vor einem Jahr, als es diese Arbeit erstmals ankündigt hatte.

Qubits und Code

„Heute befinden wir uns wirklich auf dieser grundlegenden Implementierungsebene“, so Svore weiter bei Techcrunch. „Wir haben lärmende Quantenmaschinen in mittlerem Maßstab. Sie basieren auf physikalischen Qubits und sind noch nicht zuverlässig genug, um etwas Praktisches oder Nützliches zu leisten. Weder für die Wissenschaft noch für die kommerzielle Industrie. Die nächste Stufe, die wir als Industrie erreichen müssen, ist die der Widerstandsfähigkeit. Wir müssen in der Lage sein, nicht nur mit physikalischen Qubits zu arbeiten, sondern diese physikalischen Qubits mit einem fehlerkorrigierenden Code zu versehen und sie als eine Einheit zu verwenden, die als logisches Qubit dient.“

Quanten-Supercomputer: Multiqubit-System als Ziel

Um diesen Punkt zu erreichen, brauche man einen Quantencomputer, der diese „eine Million zuverlässigen Quantenoperationen pro Sekunde“ und eine Fehlerrate von „einer pro Billion Operationen“ durchführen könne. Konkretes Ziel ist es, ein kleineres Multiqubit-System zu bauen und ein vollständiges Quantensystem zu demonstrieren.

Azure Quantum Elements und Copilot for Azure Quantum

Microsoft hat zudem nicht nur diese Roadmap vorgestellt, sondern auch „Azure Quantum Elements“, eine Plattform zur Beschleunigung wissenschaftlicher Entdeckungen durch die Kombination von Hochleistungscomputern, KI und Quantenphysik, sowie „Copilot for Azure Quantum“, ein speziell trainiertes KI-Modell, das Wissenschaftler:innen bei der Erstellung von Berechnungen und Simulationen im Quantenbereich helfen soll.

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(c) Ruiz Cruz
(c) Ruiz Cruz

Zwei Tage lang haben die Entrepreneurship-Verantwortlichen der österreichischen Hochschulen am 13. und 14. Oktober an der Universität Wien und der WU Wien darüber beraten, wie Ausgründungen aus der Wissenschaft leichter gelingen können. Das Entrepreneurship Center Network (ECN), das inzwischen 36 Universitäten, Fachhochschulen und Forschungseinrichtungen verbindet, hat rund um seine sechste Konferenz auch neue Zahlen veröffentlicht: 2025 wurden 530 studentische Startups und akademische Spinoffs an den Partnerhochschulen betreut, ein Jahr davor waren es 457.

Strategiearbeit im Fokus

Auch die Konferenz selbst ist gewachsen. „Als wir 2021 die erste ECN-Konferenz hier in Wien organisiert haben, hatten wir so 25 bis 30 Teilnehmer, und heuer waren über 80 Teilnehmende dabei”, sagt Rudolf Dömötör, Direktor des WU Entrepreneurship Center und Gründer des Netzwerks, im brutkasten-Talk. Statt Keynotes und Workshops gab es heuer Strategiearbeit: In Kleingruppen wurden zuerst die größten Probleme bei Ausgründungen gesammelt, dann ein Wunschzustand formuliert und daraus Maßnahmen abgeleitet.

(c) Ruiz Cruz

Mehr Role Models?

Diskutiert wurde dabei auch, wen das Thema überhaupt erreicht. Sara Matt, Leiterin der Transferstelle Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft der Universität Innsbruck, sieht die bisherigen Role Models fast ausschließlich im MINT-Bereich. „Ganz viele helle Köpfe kommen nicht aus der Technik, sondern aus den Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften. Die muss man auch abholen.“ Und nicht jede Person mit unternehmerischen Fähigkeiten müsse ein eigenes Unternehmen gründen: „Die könnten zum Beispiel Betriebsnachfolgen übernehmen oder in bestehenden Unternehmen Innovation vorantreiben.”

Im Rahmen der Konferenz wurde – in Anwesenheit von Sektionschef Elmar Pichl aus dem BMFWF – auch der neue Ausgründungsrahmen für diese sog. SHAPE-Disziplinen vorgestellt. SHAPE steht für Social Sciences, Humanities and the Arts for People and the Economy, also für Sozial-, Geistes- und Kulturwissenschaften sowie die Künste. Dieser Rahmen ergänzt den 2024 erarbeiteten Ausgründungsrahmen für den technischen und naturwissenschaftlichen Bereich.

Die Frage des Budgets?

Die Ergebnisse der Konferenz treffen auf einen schwierigen Moment. Wie sich das Universitätsbudget in den nächsten Jahren entwickelt, ist offen, mehr Geld wird es nach Einschätzung von Dömötör wohl nicht geben. Die Frage sei, wo gespart werde: bei etablierten Bereichen oder im Transfer, „der noch nicht so etabliert ist und auch keine starke Lobby in Budgetdiskussionen hat”. Das Budget sei deshalb ein Leitmotiv der Konferenz gewesen: „Was können wir tun, um dieses weiterhin zwar größer werdende, aber immer noch zarte Pflänzlein, das in den letzten fünf bis zehn Jahren entstanden ist, zu schützen?”

(c) Ruiz Cruz

Matt beobachtet die Folgen bereits. An einigen Universitäten sei das Personal im Transferbereich zurückgefahren worden. „Das finde ich einen falschen Ansatz, weil gerade jetzt müssen wir darauf achten, Innovation voranzutreiben.” Dass überall gespart werden müsse, sehe sie ein, „aber für die langfristige Sicht eines Wirtschaftsstandortes ist es nicht die richtige Entscheidung, an der Innovation zu sparen”.

Konkret bedauert Matt, dass es im Herbst keine Fellowship-Ausschreibung gab. Eine Handvoll Forscher:innen an ihrer Universität hätte gerne eingereicht. Wenn man in dieser Situation doch die akademische Karriere wähle, sei das nachvollziehbar, weil man es sich auf dem Weg dorthin kaum leisten könne, ein paar Jahre für einen unternehmerischen Versuch liegen zu lassen. Eine bei der Konferenz diskutierte Maßnahme sei deshalb ein Forschungsfreisemester, „damit diese Entscheidung nicht so früh fallen muss: Unternehmertum oder Forscherkarriere”.

Gründen soll in der akademischen Laufbahn zählen

Genau an diesem Punkt setzt der Maßnahmenplan an, den das ECN aus der Konferenz ableitet und Ende des Jahres veröffentlichen will. Gründen soll ein gleichwertiger Karriereweg werden, der auch in der akademischen Laufbahn anerkannt wird. „Kulturwandel bedarf auch der entsprechenden Incentives”, sagt Dömötör. „Wie wird es von meiner Uni gewürdigt, wenn ich gründe? Werde ich nur für die traditionellen Kernaufgaben einer Universität belohnt, Forschung und Lehre, oder wird auch die Third Mission stärker berücksichtigt?” In den letzten Jahren habe es eine positive Entwicklung gegeben, „aber da ist immer noch Luft”.

Der zweite Kernpunkt richtet sich an den Gesetzgeber: Das ECN fordert einen klaren Rechtsrahmen für Ausgründungen im Universitätsgesetz (UG) und im Fachhochschulgesetz (FHG). Dazu kommen österreichweite Standards für IP und Beteiligungen sowie Entrepreneurship Education für alle Studierenden. Die Details sollen im Plan Ende des Jahres folgen.

Verbündete in der Politik?

Unterstützung erhofft sich das ECN aus der Politik. Elisabeth Zehetner, Staatssekretärin für Energie, Startups und Tourismus im Bundesministerium für Wirtschaft, Energie und Tourismus, stellte sich bei einem Kamingespräch den Fragen der Community. Für Dömötör „ein sehr wertschätzendes Signal”. Man nehme aus dem Gespräch mit, „in ihr eine Verbündete zu haben”. Für die Änderungen an UG und FHG, die das ECN anstrebt, ist allerdings nicht ihr Ressort zuständig, sondern das Bundesministerium für Frauen, Wissenschaft und Forschung.

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Microsoft verspricht Quanten-Supercomputer innerhalb der nächsten Dekade

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Welche gesellschaftspolitischen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Die Entwicklung eines Quanten-Supercomputers hat das Potenzial, großen Einfluss auf verschiedene Bereiche der Gesellschaft zu haben, wie beispielsweise Medizin, Finanzen, Energiesektor, Logistik und mehr. Mit der Fähigkeit, komplexe Berechnungen in kürzester Zeit durchzuführen, könnten große Fortschritte in der Wissenschaft und Technologie erzielt werden. Auf der anderen Seite birgt der Fortschritt der Quantencomputertechnologie auch Herausforderungen im Hinblick auf Sicherheit und Datenschutz, die angegangen werden müssen.

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Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Es wird erwartet, dass Microsoft innerhalb der nächsten Dekade einen Quanten-Supercomputer mit einer neuen Messgröße – einer Million zuverlässigen Quantenoperationen pro Sekunde – baut. Dies wird voraussichtlich zu einer signifikanten wirtschaftlichen und technologischen Veränderung führen und die Möglichkeiten für zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprojekte eröffnen. Die Einführung von Azure Quantum Elements und Copilot for Azure Quantum zeigt, dass Microsoft sich aktiv bemüht, die Nutzung von Quantencomputern in der Industrie und Wissenschaft zu beschleunigen und voranzutreiben.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Innovationsmanager:in?

Als Innovationsmanager:in sollten Sie sich über den Fortschritt in der Quanten-Computertechnologie im Allgemeinen und Microsofts Fortschritte auf diesem Gebiet im Besonderen im Klaren sein. Microsoft hat durch die Vorgehensweise von Majorana-Fermionen einen bedeutenden Durchbruch erzielt und arbeitet daran, einen Quanten-Supercomputer zu bauen, der in der Lage ist, eine Million Quantenoperationen pro Sekunde auszuführen. Dieser Fortschritt könnte die Art und Weise, wie wir Probleme angehen und lösen, revolutionieren, insbesondere für komplexe und umfangreiche Datensätze und Simulationen, was vielfältige Herausforderungen und Möglichkeiten im Bereich der Innovation bietet.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Investor:in?

Microsoft gibt bekannt, dass das Unternehmen auf dem Weg ist, einen Quanten-Supercomputer mit Qubits zu entwickeln, die zuverlässig eine Millionen Quantenoperationen pro Sekunde durchführen können. Das Unternehmen sieht den Zeitrahmen für die Entwicklung eines solchen Quanten-Supercomputers eher in Jahren als in Jahrzehnten. Dieser Fortschritt könnte langfristig große Auswirkungen auf verschiedene Branchen haben, insbesondere in Bereichen, die von schnelleren und leistungsfähigeren Rechenleistungen profitieren. Als Investor:in sollten Sie diese Entwicklung verfolgen, da sie die Zukunft der Technologie verändern könnte.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Politiker:in?

Als Politiker:in kann der Fortschritt in der Entwicklung von Quanten-Supercomputern von Microsoft von großer Bedeutung sein. Diese könnten in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Lösung komplexer Probleme in Bereichen wie der Forschung, Kryptographie und Datenanalyse spielen. Die Fähigkeit, Millionen von Quantenoperationen pro Sekunde durchzuführen, könnte auch große Auswirkungen auf die Geschwindigkeit und Effizienz von Berechnungen haben, die für Regierungsbehörden von Bedeutung sind. Es ist daher wichtig, über die Entwicklung solcher Technologien auf dem Laufenden zu bleiben und zu verstehen, wie sie unsere Politik und Gesellschaft beeinflussen könnten.

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Was könnte das Bigger Picture von den Inhalten dieses Artikels sein?

Microsoft hat einen grundlegenden Durchbruch in der Physik erzielt, indem es sogenannte Majorana-Fermionen erzeugt und kontrolliert hat. Dieser Durchbruch bringt Microsoft einen Schritt näher an die Entwicklung von Quanten-Supercomputern, die in der Lage sind, Millionen von Quantenoperationen pro Sekunde auszuführen. Das Unternehmen behauptet, dass es weniger als zehn Jahre dauern wird, um einen solchen Quanten-Supercomputer zu bauen. Microsoft hat auch eine Plattform namens Azure Quantum Elements eingeführt, die die Kombination von Hochleistungscomputern, KI und Quantenphysik zur Beschleunigung wissenschaftlicher Entdeckungen ermöglicht.

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