Microsoft-Forscher wollen mysteriöses Quasi-Teilchen gefunden haben

Microsoft-Forscher wollen Beweise für ein schwer fassbares Teilchen gefunden haben, mit dem man große Probleme bei Quantencomputern lösen könnte. Unabhängige Physiker sind allerdings skeptisch - auch weil das Team sich schon einmal irrte. Quantencomputer verarbeiten Informationen mithilfe von Quantenbits (Qubits), doch die derzeitigen Versionen können fehleranfällig sein. "Was das Feld braucht, ist eine neue Art von Qubit", sagt Chetan Nayak von Microsoft Quantum laut eines Berichts des Magazins New Scientist. Er und seine Kollegen behaupten nun, dass sie einen bedeutenden Schritt auf dem Weg zum Bau von Qubits aus Quasiteilchen gemacht haben.

Quasiteilchen sind keine echten Teilchen, sondern kollektive Schwingungen, die entstehen können, wenn Teilchen wie Elektronen zusammenwirken. Das fragliche Quasiteilchen wird Majorana-Nullmode genannt. Die Teilchen agieren als ihr eigenes Antiteilchen und haben eine Ladung und Energie, die gleich null ist. Das macht sie unempfindlich gegenüber Störungen und sie könnten beispiellos zuverlässige Qubits bilden. Allerdings kann man sie auch nur schwer detektieren.

Zweifel bleiben

Die Microsoftforscher behaupten nun, dass die von ihnen gebauten Systeme ein Verhalten zeigen, das mit Majorana-Nullmoden übereinstimmt. Die Hauptbestandteile eines jeden Gerätes waren ein extrem dünner Halbleiterdraht und ein Stück supraleitendes Aluminium.

Allerdings haben die gleichen Forscher bereits 2018 einen entsprechenden Durchbruch vermeldet. Ein von ihnen im renommierten Journal Nature veröffentlichtes Paper musste allerdings 2021 wieder zurückgezogen werden, da es einer unabhängigen Prüfung nicht standhielt. Damals fanden Sergey Frolovat von der University of Pittsburgh in Pennsylvania und seine Kollegen heraus, dass Unvollkommenheiten im Halbleiterdraht Quanteneffekte erzeugen können, die leicht mit Majorana-Nullmoden verwechselt werden können.

Bei dem neuen Experiment verwendete das Microsoft-Team einen komplexeren Test, das sogenannte topologische Lückenprotokoll. Um den Test zu bestehen, muss ein Bauelement gleichzeitig Signaturen von Majorana-Nullmoden an jedem Ende des Drahtes aufweisen und außerdem zeigen, dass sich die Elektronen in einem Energiebereich befinden, in dem eine besondere Art der Supraleitung auftritt. "Anstatt nach einer bestimmten einfachen Signatur von Majorana-Nullmoden zu suchen, haben wir nach einem Mosaik von Signaturen gesucht", sagte Nayak. Man darf also gespannt sein, ob sich die Arbeit diesmal als belastbar erweist oder man erneut etwas zu überzeugt von den eigenen Fähigkeiten war.


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