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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Isar Aerospace, Daniel Metzler, Spectrum
© Isar Aerospace/Screenshot - Ein Österreicher federführend beim ersten europäischen Raketenstart.

Isar Aerospace mit Sitz in Ottobrunn (München) entwickelt und baut Trägerraketen für den Transport von kleinen und mittleren Satelliten sowie Satellitenkonstellationen in die Erdumlaufbahn. Gegründet wurde das Space-Tech-Unternehmen 2018 vom Vorarlberger Daniel Metzler, Josef Fleischmann und Markus Brandl. Das Unternehmen wird privat finanziert vom ehemaligen SpaceX Vice President Bulent Altan und weltweit führenden Investoren wie Airbus Ventures, Apeiron, Earlybird, HV Capital, Lakestar, Lombard Odier, Porsche SE, UVC Partners und Vsquared Ventures.

Isar-Aerospace: Trotz Explosion ein Erfolg

Am gestrigen Sonntag gelang der erste Raketenstart auf europäischem Boden und endete mit einer Explosion nach 30 Sekunden. Dennoch gilt diese Aktion als Erfolg für das Unternehmen: „Mit diesem Testflug konnten wir erfolgreich wertvolle Daten und Erfahrungen für zukünftige Missionen sammeln. Dank der strengen Sicherheitsvorkehrungen sowohl von Isar Aerospace als auch vom Andøya-Spaceport war das gesamte Personal zu jeder Zeit sicher“, teilt Isar Aerospace auf X (ehemals Twitter) mit.

Mittendrin in diesem Space-Novum ist der Vorarlberger Daniel Metzler, der seine Laufbahn an der TU Wien mit seinem Maschinenbaustudium von 2011 bis 2016 startete. Danach wechselte der gebürtige Montfortstädter (Feldkirch) an die Technische Universität München (2016 bis 2019), wo er sich in der Raumfahrt-Studentengruppe Warr (warr.de) engagierte und bald die Projektleitung einer Höhenforschungsrakete übernahm. Sein Team bestand damals aus 40 Personen.

Advisor bei ESA

Parallel dazu wurde Metzler „Advisor to the Director General“ der „European Space Agency (ESA)“, wo er laut seinem LinkedIn-Profil noch heute tätig ist und bekleidet seit nun über sieben Jahren die Rolle des CEO bei Isar Aerospace.

Daniel Metzler, Isar Aerospace
© LinkedIn – Daniel Metzler, CEO und Co-Founder von Isar Aerospace.

„Was für ein Flug“, kommentierte Metzler den Raketenstart auf dem Business-Netzwerk: „Bei unserem ersten Flug heute haben wir einen sauberen Start hingelegt, 30 Sekunden Flugzeit und haben in der Zwischenzeit die Rampe nicht gesprengt. Wir sind sehr stolz auf unser Team bei Isar Aerospace. Wir starten, lernen, wiederholen.“

Peak Technology auch beteiligt

Metzler ist jedoch nicht der einzige Österreich-Bezug des gestrigen Raketenstarts. Der Holzhausener Hersteller von Leichtbau-Verbundlösungen für Luftfahrt, Raumfahrt und Motorsport Peak Technology lieferte über 30 Helium-Tanks für die erste und zweite Stufe, die das Drucksystem der Rakete unterstützten. Die Zusammenarbeit zwischen Peak Technology und Isar Aerospace besteht seit sieben Jahren.

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