Das nächste große Ding: Microsoft setzt auf Quantencomputer

24. Juni 2014, 10:05
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"Topologisches Quantencomputing" soll den Durchbruch bringen

Seit einigen Jahren sind Quantencomputer in aller Munde und gelten als möglicher Nachfolger für die heutige traditionelle Computerarchitektur. Obwohl einige Unternehmen fleißig in dem Bereich forschen, gibt es bislang kaum Ergebnisse vorzuweisen.

Die Welt der Quantenrechner existiert bis dato hauptsächlich in der Theorie. Man hofft, dass durch die Nutzung von Partikeln ("Qubits"), die gleichzeitig zwei Zustände annehmen können, die Rechenkapazitäten künftig massiv gesteigert werden können, da daraus resultierende Geräte in der Lage wären, mehrere Eingaben gleichzeitig, statt hintereinander, zu verarbeiten.

Ernüchternder Testlauf

Zu den wenigen realen Tests gehört ein Vergleich des D-Wave 2 mit einem traditionellen Computercluster. Forscher der ETH Zürich konfrontierten den von Google, Lockheed und der NASA entwickelten Quantencomputer mit einer Reihe komplexer mathematischer Probleme und stellten dabei kaum Unterschiede in der Performance fest. D-Waves Zugang zum Quantencomputing mittels "Quantum Annealing" gilt allerdings als umstritten.

Microsoft setzt auf "topologisches Quantencomputing"

Auch Microsoft arbeitet aktiv an der Entwicklung von Quantenrechnern, berichtet die New York Times. Hier erhofft man sich ebenfalls das "nächste große Ding" aus der Technologie. "Topologisches Quantencomputing" heißt das angewandte Prinzip, in dem genau gesteuerte Paare von subatomaren Partikeln die Qubits so manipulieren, dass ein komplexes Rechensystem aus "Knoten" ein leistungsstarkes Computersystem erzeugt. Die größte Herausforderung dabei ist es, im Laufe dieser Entstehung auftretende Fehler zu verhindern.

Teilchensuche

Microsofts Zugang gilt als riskant, denn die Existenz jener Teilchen, mit denen Microsoft Qubits erzeugen will, die sogenannten "Majorana-Fermionen", ist bislang noch nicht zweifelsfrei nachgewiesen. Das stärkste Indiz für ihre Existenz wurde 2012 am Nanowissenschaftslabor an der Technischen Universität im niederländischen Delft gefunden. Dort arbeitet eine der insgesamt zehn Forschungsgruppen, denen Microsoft monetär unter die Arme greift.

Gelingt ihr Nachweis und ihre Steuerung, könnten sich damit Qubits erzeugen lassen, die eine deutlich höhere Fehlerresistenz aufweisen als die bisherigen, die aus Elektronen, Photonen und Atomkernen erzeugt werden.

Am Anfang

Microsoft begann 2005 damit, in diese Richtung zu experimentieren, nachdem der Mathematiker Michael Freedman und die Physiker Chetan Nayak und Sankar Das Sarma das aktuelle Modell des topologischen Quantencomputings entwickelt hatten. Freedman war anschließend an den Microsoft-Manager Craig Mundie herangetreten und konnte ihn überzeugen, weitere Forschungen zu unterstützen.

Doch man steht noch am Anfang, bislang gibt es noch nicht einmal einen funktionierenden Prototyp. Mittlerweile arbeiten eine Reihe namhafter Experten an dem Projekt. Seit 2005 dabei ist der einst bei Cray tätige Supercomputer-Designer Burton Smith, vor kurzem holte man auch den Prozessorentwickler Douglas Carmean von Intel an Bord.

Großes Potenzial

Das Potenzial von Quantencomputern wird allgemein als hoch eingestuft. Ihre Kapazitäten könnten dank intelligenter Algorithmen eines Tages helfen, hochkomplexe Rätsel der Wissenschaft zu lösen und bislang ungekannte Herausforderungen anzugehen. (red, derStandard.at, 24.6.2014)

  • Eine Reihe von Unternehmen forschen mittlerweile eifrig an Quantencomputern.
    foto: d-wave systems

    Eine Reihe von Unternehmen forschen mittlerweile eifrig an Quantencomputern.

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