Microsoft: Durchbruch bei Verbindungen zu Quanten-Computern

Bei Microsoft ist man mit der Erforschung von Technologien für Quan­ten­com­pu­ter wieder ein gutes Stück vorangekommen. In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der University of Sydney hat man es geschafft, Bau­tei­le aus so genannten topologischen Isolatoren in Form miniaturisierter Komponenten zu fertigen. Die fraglichen Baugruppen bestehen im Grunde aus einem nichtleitenden Material, dessen Oberfläche aber leitend ist. Benötigt werden daraus gefertigte Komponenten, um eine Brücke zwischen Bauteilen des eigentlichen Quantencomputers und der klassischen Elektronik herzustellen. Somit sind sie essentiell für den Bau praktisch einsetzbarer Quantenrechner - denn diese müssen letztlich über herkömmliche Elektronik ansprechbar sein.

Das Grundprinzip ist nicht gänzlich neu: Halbleiter-Eigenschaften des topologischen Isolators sorgen dafür, dass ein elektrischer Strom entweder in Uhrzeiger-Richtung oder andersherum durch das jeweilige Bauteil laufen kann. Als solche sind sie in größerer Bauweise bereits lange Bestandteil von Radar-Anlagen und Mobilfunk-Sendern. Beim Bau von Quantencomputern werden sie aber in weitaus größeren Stückzahlen und stark verkleinert benötigt.

Voraussetzung für Skalierung

Laut den australischen Forschern haben die bisher verfügbaren Bauteile dieser Art etwa die Größe einer menschlichen Hand. Durch eine Miniaturisierung um den Faktor 1.000 ist man nun bereits in einem Bereich angekommen, in dem man mehrere Bauteile in einem Chip unterbringen kann. Das ist wiederum notwendig, um die Mengen solcher Komponenten, wie sie beim Bau von Quantencomputern benötigt werden, überhaupt auf überschaubarem Raum unterzubringen.

Aktuell gibt es erste experimentelle Umsetzungen von Quantencomputern, die allerdings nur in Ansätzen zeigen, was man mit entsprechenden Systemen höherer Leistungsklasse erreichen könnte. Um allerdings große Maschinen zu konstruieren, benötige man letztlich auch enorme Fortschritte bei der herkömmlichen Elektronik, erklärte Team-Leiter David Reilly. Denn sonst sei man überhaupt nicht in der Lage, die Qbits des Quantencomputers zu kontrollieren und sinnvoll einzusetzen.