Microsoft belooft een sprong voorwaarts met Majorana 2 in 2029

Microsoft heeft Majorana 2 gepresenteerd, een nieuwe versie van zijn topologische kwantumprocessor, waarmee het beweert de stabiliteit van zijn qubits met een factor 1.000 te hebben vergroot ten opzichte van de vorige chip. Het bedrijf stelt dat deze vooruitgang, gebaseerd op een nieuw ontworpen materiaalsysteem dat met behulp van kunstmatige intelligentie is ontwikkeld, de routekaart met de helft kan verkorten. Nu stelt het 2029 als doeljaar voor het ontwikkelen van een schaalbare en fouttolerante kwantumcomputer.

De aankondiging komt op een moment van intense concurrentie tussen grote technologiëen, overheidslaboratoria en startups, die allemaal willen aantonen welke kwantumarchitectuur een nuttige machine buiten het laboratorium kan worden. IBM, Google, Amazon, Quantinuum, PsiQuantum en diverse Chinese groepen volgen verschillende paden. Microsoft voert daarentegen een veel meer unieke strategie: het gebruik van topologische qubits gebaseerd op zero-modus Majorana, een benadering die minder foutgevoeligheid en grotere schaalbaarheid belooft, maar die ook onderhevig is geweest aan wetenschappelijke controverses.

Lood in plaats van aluminium voor meer stabiele qubits

De belangrijkste innovatie van Majorana 2 ligt in de materiaalsamenstelling. Microsoft heeft het gebruikte aluminium in Majorana 1 vervangen door lood als supergeleider en de semiconductore regio geüpdatet met een combinatie van indiumarsenide en indiumarsenide-antimoniuride. Volgens het bedrijf verdubbelt deze wijziging de topologische gap aanzienlijk, een cruciale eigenschap omdat het de qubit beschermt tegen omgevingsruis en fouten.

Het resultaat, aldus Microsoft, is een aanzienlijke sprong in de levensduur van de qubits. In Majorana 1 varieerden de coherentieperiodes tussen 1 en 12 milliseconden. In Majorana 2 overtreft de gemiddelde levensduur de 20 seconden en in sommige gevallen zelfs meer dan een minuut. Voor kwantumtechnologie, waar de kwetsbaarheid van de staten een grote uitdaging vormt, zou dit verschil de discussie kunnen veranderen, mits de resultaten onafhankelijk worden bevestigd.

Majorana 2 is opgebouwd uit tetrons, een soort topologische qubits gevormd door twee superconductieve nanodraden met zero-modus Majorana aan hun uiteinden. De kwantuminformatie wordt opgeslagen via de pariteit, dat wil zeggen of het aantal elektronen in de topoconductor even of oneven is. Operaties worden uitgevoerd door middel van metingen, geactiveerd en gedeactiveerd door digitale pulsen die kwantumpunten in de nanodraden verbinden of loskoppelen.

Deze controlemethode op basis van metingen is cruciaal omdat, volgens Microsoft, hiermee in één bewerking de qubit kan worden uitgelezen en de gezamenlijke pariteit van twee qubits kan worden gemeten. Die capaciteit is essentieel voor het implementeren van kwantumfoutcorrectie, het ingrediënt dat de huidige experimenten onderscheidt van een werkelijk fouttolerant systeem.

AI speelt ook een rol in het ontwerp van kwantummaterialen

Een opvallend aspect van de aankondiging is de inzet van kunstmatige intelligentie. Microsoft beweert dat de vooruitgang bij Majorana 2 mede mogelijk is gemaakt door AI die werd toegepast op het ontwerp en de fabricage van de nieuwe materiaalsamenstelling. Het bedrijf presenteert dit gebruik als een voorbeeld van hoe modelgestuurde AI-innovaties het onderzoek in complexe fysica kunnen versnellen, niet alleen voor codeer- of tekstgeneratie.

Het idee is aannemelijk. Topologische kwantumcomputing hangt af van uiterst delicate materialen, schone interfaces en moeilijk aan te passen elektronische eigenschappen. Het vinden van een combinatie die een stabiele topologische fase creëert, vereist het verkennen van vele variabelen: samenstelling, groeiprocessen, geometrie, contactpunten, elektrisch vermogen, temperatuur en omgevingsruis. Als AI kan helpen dit zoekgebied te verkleinen, kunnen doorlooptijden worden verkort die eerder jaren van proefondervindelijke experimenten vereisten.

Microsoft verbindt Majorana 2 ook met DARPA. De Amerikaanse instantie selecteerde eerder Microsoft en PsiQuantum voor de eindfase van haar US2QC-programma, onderdeel van de Quantum Benchmarking Initiative. Dit programma heeft als doel te bepalen of een architectuur vóór 2033 echt een nuttige kwantumcomputing kan realiseren. Voor Microsoft biedt deelname hieraan een externe bevestiging van haar engineerskader, hoewel het niet automatisch het wetenschappelijke debat over haar qubits oplost.

Het bedrijf geeft aan dat het binnen enkele jaren een fouttolerante topologische qubit-gestuurde prototype wil bouwen. Dit is een ambitieuze belofte. Het één demonstreren van verbeterde apparaten met een paar qubits en het ander bouwen van systemen met voldoende qubits, controle, foutcorrectie, cryogenie, fabricage en software voor nuttige berekeningen, zijn zeer verschillende doelen.

Het wetenschappelijke debat blijft open

De aankondiging van Majorana 2 moet met voorzichtigheid worden gelezen. Microsoft beweert al jaren dat haar topologische aanpak de weg naar een praktische kwantumcomputer kan verkorten. Maar haar beweringen over Majorana’s en topologische qubits worden door de wetenschappelijke gemeenschap met scepsis ontvangen, vooral na eerdere controverses en de moeilijkheid om resultaten open te reproduceren.

In 2025 uitte Nature twijfels van fysici over de bewijsvoering die Microsoft presenteerde over Majorana 1. Sommigen zien veelbelovende potentie, maar vragen om meer openbaar beschikbare data, onafhankelijke reproduceerbaarheid en sterkere bewijzen dat de apparaten daadwerkelijk functioneren als topologische beschermde qubits. Reuters merkte bovendien op dat Microsoft onder druk staat van onderzoekers die meer transparantie eisen, terwijl het bedrijf beweert voldoende gegevens te hebben gedeeld met agentschappen zoals DARPA.

Deze spanning is normaal in een veld waar de beloftes groot zijn en de experimentele resultaten vaak moeilijk te interpreteren. Topologische qubits, als ze werken zoals verwacht, kunnen de last van foutcorrectie aanzienlijk verminderen vergeleken met andere architecturen. Maar de testen moeten extra streng worden uitgevoerd.

Microsoft concurreert niet alleen met andere bedrijven, maar stelt ook essentiële vragen: kan haar architectuur reproduceerbaar worden geproduceerd, opgeschaald en gecorrigeerd om nuttige berekeningen uit te voeren? De toename in levensduur is een sterk punt, mits het onderling onafhankelijke onderzoek dat verifieert, standhoudt. Maar grootschalige integratie moet nog worden aangetoond.

Waarom het belangrijk is voor de technologische industrie

Fouttolerante kwantumcomputers kunnen fundamenteel veranderen in velden zoals computational chemistry, materiaalkunde, optimalisatie, pós-kwantumcryptografie, moleculaire simulatie en complexe wetenschappelijke problemen die met klassieke computers nauwelijks kunnen worden aangepakt. Hoewel het geen vervanging wordt voor datacenters of generatieve AI, kunnen ze specifieke problemen met grote impact oplossen.

De datum 2029 is daarom cruciaal. Microsoft presenteert geen direct commercieel product, maar versnelt haar ontwikkeltraject. Vóór het einde van het decennium, als het lukt een fouttolerant prototype te realiseren, zal het de concurrentie onder druk zetten en de overgang van fundamenteel onderzoek naar systeemengineering versnellen.

Strategisch gezien wil Microsoft niet alleen een cloud- en AI-leverancier blijven. Azure Quantum, haar onderzoek naar materialen, partnerschappen met laboratoria en deelname aan programma’s zoals die van DARPA positioneren haar om een toekomstige laag van geavanceerde computationele systemen te domineren. In een industrie waar AI inmiddels veel klassieke compute vereist, zou een nuttig kwantumplatform een belangrijke langetermijnvoordeel kunnen blijken te zijn.

Majorana 2 sluit de race niet af en lost kwesties niet meteen op. Maar het markeert wel een significante stap in Microsofts verhaal: meer stabiliteit, nieuwe materialen, controle via metingen, AI-ondersteuning en een concrete deadline voor schaalvergroting. De echte test volgt wanneer de gemeenschap de gegevens, reproduceerbaarheid en de ontwikkeling naar functionele foutcorrectie-systemen nader kan evalueren.

Veelgestelde vragen

Wat is Majorana 2?
Majorana 2 is de nieuwste topologische kwantumprocessor van Microsoft. Het bedrijf beweert dat zijn qubits 1.000 keer betrouwbaarder zijn dan die in de vorige versie, met een gemiddelde levensduur van ongeveer 20 seconden.

Wat is er veranderd ten opzichte van Majorana 1?
Het grootste verschil zit in de gebruikte materialen. Microsoft vervangt aluminium door lood als supergeleider en gebruikt een nieuwe semiconductorreconstructie gebaseerd op indiumarsenide en indiumarsenide-antimoniuride.

Waarom zijn topologische qubits belangrijk?
Omdat ze, theoretisch, beter bestand kunnen zijn tegen ruis en fouten dan andere qubit-types. Dit zou de complexiteit van fouttolerante kwantumcomputers kunnen verminderen.

Is het bewezen dat Microsoft in 2029 een nuttige kwantumcomputer heeft?
Nee. Hoewel 2029 het doel is, moet Microsoft nog bewijzen dat haar architectuur schaalbaar is, fouten kan corrigeren en betrouwbaar kan worden gereproduceerd. De wetenschappelijke gemeenschap vraagt nog steeds om meer transparantie en onafhankelijke verificatie.