Microsoft’s Majorana 1-chip: Komen Praktische Quantum Computers er aan?

De quantum-race is in een stroomversnelling geraakt. Eerder dit jaar presenteerde Microsoft de Majorana 1-chip: de eerste quantumprocessor ter wereld gebaseerd op een zogeheten Topological Core-architectuur. Deze chip, die gebruik maakt van een nieuw soort materiaal – de topoconductor – belooft een doorbraak in de schaalbaarheid en betrouwbaarheid van quantumcomputers. Maar wat betekent dit nu écht, en hoe kijken experts naar deze ontwikkeling?

Microsoft legt in deze video uit hoe het allemaal werkt.

Wat maakt de Majorana 1-chip zo bijzonder?

De Majorana 1 is gebouwd op een fundamenteel nieuw concept: het gebruik van Majorana-deeltjes als basis voor qubits. Waar traditionele qubits extreem gevoelig zijn voor storingen uit hun omgeving, zijn topologische qubits – mogelijk gemaakt door Majorana-deeltjes – van nature veel stabieler. Microsoft heeft hiervoor een nieuw materiaal ontwikkeld, de topoconductor, een hybride van indiumarsenide en aluminium, die zowel als halfgeleider als supergeleider functioneert. Dit maakt het mogelijk om Majorana-deeltjes te creëren en te controleren, iets wat tot voor kort puur theoretisch was.

Waarom is dit belangrijk?

De kracht van quantumcomputers zit in het aantal qubits dat betrouwbaar kan samenwerken. Microsoft claimt met deze architectuur een pad te hebben naar een chip met een miljoen qubits – een schaal die nodig is om écht industriële en maatschappelijke problemen op te lossen, zoals het ontwerpen van zelfherstellende materialen, het afbreken van microplastics of het ontwikkelen van nieuwe medicijnen.

De Majorana 1-chip bevat nu acht topologische qubits, maar het ontwerp is modulair en schaalbaar. De qubits zijn klein, snel en digitaal aan te sturen, wat het bouwen van grotere quantumcomputers eenvoudiger maakt dan met de huidige, analoge benaderingen.

Wat zeggen onafhankelijke experts?

De wetenschappelijke wereld reageert voorzichtig optimistisch. De publicatie in Nature bevestigt dat Microsoft een experimenteel apparaat heeft gebouwd dat de juiste eigenschappen vertoont om Majorana-qubits te realiseren, maar het is nog geen volledig functionerende quantumprocessor. De peer-reviewers van Nature benadrukken dat het bewijs voor daadwerkelijke Majorana zero modes nog niet sluitend is; het apparaat is vooral een veelbelovend testplatform.

Toch is de stap significant. Volgens experts zoals Chris Heunen (Universiteit van Edinburgh) is dit “veelbelovende vooruitgang na meer dan een decennium van uitdagingen” (bron: BBC). De komende jaren zullen uitwijzen of Microsoft’s roadmap naar een miljoen qubits daadwerkelijk haalbaar is.

Wat betekent dit voor de toekomst?

Als Microsoft’s aanpak slaagt, kan quantumcomputing binnen enkele jaren – en niet pas over decennia – een enorme sprong maken. Denk aan het simuleren van chemische reacties met ongekende precisie, het ontwerpen van nieuwe materialen zonder eindeloze trial-and-error, en het oplossen van problemen die nu als onoplosbaar gelden (bron: Earth.com)

Tegelijkertijd zijn er nog flinke uitdagingen: het opschalen van het aantal qubits, het verder verlagen van foutpercentages en het integreren van deze chips in praktische systemen. De samenwerking met DARPA onderstreept het strategische belang en de internationale concurrentie op dit gebied.

Conclusie

De Majorana 1-chip van Microsoft is een gedurfde en innovatieve stap in de quantumrevolutie. Hoewel de hype soms groter is dan de huidige realiteit, is het duidelijk dat deze technologie de potentie heeft om de komende jaren het speelveld van wetenschap, industrie en technologie fundamenteel te veranderen.

De komende tijd zal moeten blijken of Microsoft zijn belofte waar kan maken – maar de quantumtoekomst lijkt weer een stukje dichterbij te zijn.