Microsoft stellt überarbeiteten Quantenchip Majorana 2 vor – Skepsis in der Fachwelt bleibt

Technisch basiert Majorana 2 auf sogenannten Tetrons. Dabei handelt es sich um eine Variante topologischer Qubits, die aus zwei supraleitenden Nanodrähten mit Majorana-Nullmoden an den Enden bestehen. Quanteninformation soll über die Parität gespeichert werden, also über die Geradzahligkeit oder Ungeradzahligkeit der Elektronenzahl im topologischen Draht. Grundlegende Operationen erfolgen durch Messungen, wobei jede Paritätsmessung einen Wert von 0 oder 1 liefert.

Funktionsprinzip: Tetrons und Paritätsspeicherung

Eine zentrale Rolle bei der Entwicklung spielte nach Angaben von Microsoft die KI-Plattform Microsoft Discovery. Agentenbasierte KI habe Arbeitsabläufe gesteuert, Messungen automatisiert, Fertigungsprozesse optimiert und zuvor unbemerkte Fehler aufgespürt. Das sei besonders relevant, weil die Erzeugung eines topologischen Zustands die Abstimmung Hunderter Parameter erfordere – ein Vorgang, der manuell Wochen dauere.

Microsoft hat nach eigenen Angaben zudem die ursprüngliche Roadmap halbiert und strebt nun das Jahr 2029 für einen skalierbaren, kommerziell nutzbaren Quantencomputer an. Auf dieses Ziel arbeiten auch Konkurrenten wie Google mit dem Willow-Chip und IBM mit dem Nighthawk-Chip hin, die auf eine wachsende Zahl supraleitender Qubits mit verbesserter Fehlerkorrektur setzen. IBM kündigt dafür in den kommenden Jahren Investitionen von rund zehn Milliarden Dollar an.

Anhaltende Zweifel in der Fachwelt

Gleichzeitig bleibt der wissenschaftliche Streit um Microsofts topologischen Ansatz offen. Im Zentrum steht die Frage, ob die gemessenen Signale eindeutig auf Majorana-Nullmoden hindeuten oder auch durch konventionellere Effekte erklärt werden können. Schon im Februar 2025 hatte Microsoft mit Majorana 1 für Aufsehen gesorgt, der Vorfahschip sorgte bei vielen Physikern für erhebliche Zweifel. Die Existenz von Majorana-Teilchen gilt in der Fachgemeinschaft nicht als zweifelsfrei bewiesen.

Ein früherer Nature-Artikel eines Microsoft-Teams aus dem Jahr 2018, der die erste Beobachtung eines Majorana-Zustands beanspruchte, war 2021 zurückgezogen worden, weil die ursprüngliche Datenanalyse wissenschaftlichen Qualitätsstandards nicht genügte. Vor diesem Hintergrund fordern Wissenschaftler, dass Microsoft seine Ergebnisse öffentlich zugänglich macht, damit sie unabhängig überprüft werden können. Microsoft begründet seine Zurückhaltung mit dem Schutz von Geschäftsgeheimnissen.

Externe Validierung durch DARPA und Wettbewerb in Europa

Daten hat Microsoft allerdings vertraulich an die US-Verteidigungsforschungsagentur DARPA weitergegeben, die derzeit verschiedene technologische Ansätze für den Bau von Quantencomputern bewertet. DARPA hat Microsoft als eines von nur zwei Unternehmen in die letzte Phase seines Quanten-Benchmarking-Programms aufgenommen. In dieser Phase soll Microsoft einen fehlertoleranten Prototyp auf Basis topologischer Qubits entwickeln. Die Bewertung durch DARPA liefert einen externen Rahmen, ersetzt jedoch keine unabhängige wissenschaftliche Verifikation der zentralen Microsoft-Behauptungen.

Henry Legg, Dozent für Quantenphysik an der University of St. Andrews in Schottland, formulierte die Kritik pointiert. „Microsoft kann so viel Blei benutzen, wie es will. Das schützt das Unternehmen nicht vor dem grundlegenden wissenschaftlichen Prinzip, dass Ergebnisse reproduzierbar sein müssen“, sagte er. Zander hingegen zeigte sich überzeugt: „Wir haben uns intensiv genug mit der Physik beschäftigt. Ich würde das Geld nicht ausgeben, wenn ich das Gefühl hätte, dass wir danebenliegen.“

Auch in Europa wird an Quantencomputern gearbeitet. Als Pioniere gelten das finnische Unternehmen IQM sowie die deutschen Start-ups EleQtron, SaxonQ und PlanQC. Der Münchener Halbleiterhersteller Infineon ist ebenfalls in dem Feld engagiert. Google, Amazon und einige chinesische Unternehmen gehören neben Microsoft, IBM und den europäischen Firmen zu den Akteuren, die den Weg zu einem kommerziell nutzbaren Quantencomputer ebnen wollen. Die nächsten Jahre werden zeigen, ob Microsofts topologischer Ansatz die in ihn gesetzten Erwartungen erfüllen kann.

Details zu Majorana 2 sind in dem Fachpapier „20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device“ veröffentlicht. Darin beschreibt das Team den Wechsel von Aluminium zu Blei als Supraleiter und die Aktualisierung des aktiven Halbleiterbereichs auf eine Kombination aus Indiumarsenid und Indiumarsenid-Antimonid. Nach Microsoft-Angaben ist die topologische Energielücke in Majorana 2 mehr als doppelt so groß wie im Vorgängermodell. Blei ist allerdings wasserlöslich und wird bei herkömmlichen Fertigungsprozessen für Quantenchips ausgewaschen, weshalb der Materialwechsel auch verfahrenstechnisch einen erheblichen Eingriff darstellt.