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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© brutkasten

Wer Blockchain hört, denkt oft noch immer an Kryptowährungen, Kursentwicklungen und die Spekulationsexzesse der vergangenen Jahre. Dieses Bild greift jedoch zunehmend zu kurz. Nach zwei Tagen beim Proof of Talk in Paris, einem der relevantesten europäischen Treffen für Web3, digitale Assets und Finanzinnovation, ist mein Eindruck vor allem einer: Die Diskussion hat sich fundamental verändert.

Bemerkenswert war dabei weniger die Technologie selbst als die Zusammensetzung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer. Neben Gründer:innen und Technologieunternehmen waren Banken, Asset Manager, institutionelle Investoren, Zahlungsdienstleister und Regulatoren präsent. Viele der Gespräche drehten sich nicht mehr um die Frage, ob Blockchain-Technologien künftig eine Rolle spielen werden, sondern darum, wo und wie sie konkret eingesetzt werden können. Die Debatte hat die Nische verlassen und ist in der Mitte des Finanzsystems angekommen.

Genau darin liegt auch die eigentliche Relevanz der Entwicklung. Im Kern geht es längst nicht mehr um Kryptowährungen. Es geht um die Infrastruktur der Finanzwelt von morgen. Diskutiert wurden Themen wie Tokenisierung, Stablecoins, digitale Identitäten, neue Kapitalmarktmodelle und die Frage, wie Finanztransaktionen künftig abgewickelt werden. Viele dieser Entwicklungen stehen noch am Anfang. Dennoch entsteht zunehmend der Eindruck, dass sich hier grundlegende Bausteine einer neuen Finanzarchitektur herausbilden.

Besonders häufig fiel in Paris das Schlagwort Tokenisierung. Die dahinterstehende Idee ist, reale Vermögenswerte digital abzubilden und damit einfacher handelbar, teilbar und zugänglich zu machen. Befürworter sehen darin die Chance auf effizientere Kapitalmärkte und einen leichteren Zugang zu Investitionen. Ob sich diese Vision in vollem Umfang verwirklichen wird, bleibt abzuwarten. Unübersehbar ist jedoch, dass erhebliche Ressourcen und Aufmerksamkeit in diese Richtung fließen.

Für Europa stellt sich dabei eine weit größere Frage als jene nach einzelnen Technologien oder Geschäftsmodellen, nämlich die Wettbewerbsfähigkeit. In den vergangenen Jahren wurde intensiv darüber diskutiert, wie Europa bei künstlicher Intelligenz, Cloud-Infrastruktur oder Halbleitern eine stärkere Rolle einnehmen kann. Weniger Aufmerksamkeit erhält bislang die Frage, wer die Finanzinfrastruktur des digitalen Zeitalters gestaltet.

Dabei sind die Parallelen offensichtlich. Wer die Standards definiert, die Plattformen betreibt und die Infrastruktur kontrolliert, verfügt über einen erheblichen strategischen Vorteil. Wenn Europa digitale Souveränität ernst meint, sollte diese Debatte daher nicht bei KI oder Cloud-Lösungen enden. Sie muss auch den Finanzsektor umfassen.

Die Voraussetzungen dafür wären grundsätzlich vorhanden. Europa verfügt über starke Universitäten, technologisches Know-how, hohe Sparquoten und etablierte Finanzinstitutionen. Gleichzeitig zeigt sich seit Jahren ein wiederkehrendes Muster: Innovationen entstehen häufig in Europa, werden aber anderswo skaliert. Genau deshalb wird es entscheidend sein, Forschung, Unternehmertum, Kapital und Regulierung stärker zusammenzuführen und die Umsetzungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Proof of Talk hat mir vor allem eines vor Augen geführt: Die Diskussion befindet sich an einem anderen Punkt als noch vor wenigen Jahren. Die Frage lautet nicht mehr, ob Blockchain-Technologien jemals relevant werden könnten. Die Frage lautet zunehmend, welche konkreten Anwendungen sich durchsetzen und welche Regionen von dieser Entwicklung profitieren werden.

Ob Blockchain tatsächlich die Finanzwelt grundlegend verändern wird, kann heute niemand mit Sicherheit beantworten. Sicher ist jedoch, dass Banken, Investoren, Unternehmen und Regulatoren diese Möglichkeit mittlerweile ernsthaft diskutieren. Allein das unterscheidet die aktuelle Situation grundlegend von jener vor einigen Jahren.

Gerade deshalb lohnt es sich, die Entwicklungen aufmerksam zu verfolgen. Nicht, weil jede technologische Vision Realität wird. Sondern weil in solchen Phasen oft die Grundlagen jener Infrastrukturen entstehen, die Wirtschaft und Gesellschaft über Jahrzehnte prägen. Die nächste Finanzinfrastruktur wird möglicherweise genau jetzt gebaut. Die entscheidende Frage für Europa lautet daher nicht, ob sie kommt, sondern welche Rolle wir dabei spielen werden.

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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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