Topologische Qubits sind der wissenschaftlich am wenigsten geklärte der sechs Ansätze auf dieser Seite. Anders als bei den anderen fünf ist hier nicht nur unklar, wie gut das Verfahren am Ende funktionieren wird, sondern es ist in der Fachwelt bis heute umstritten, ob das grundlegende Bauteil, ein echtes Majorana-Nullmoden-Qubit, überhaupt schon zweifelsfrei existiert. Verfolgt wird der Ansatz aktuell praktisch nur von Microsoft mit dem Forschungschip Majorana 1 und seinem Nachfolger Majorana 2.
Bei allen anderen fünf Bauweisen wird die Information direkt in einem Teilchen oder Schaltkreis gespeichert, im Zustand eines Ions, eines supraleitenden Schaltkreises, eines Elektronenspins oder eines Photons. Das Problem dabei: Jede kleine Störung von außen kann diesen Zustand kippen, was Fehler verursacht, die aufwendig korrigiert werden müssen. Die Grundidee des topologischen Ansatzes ist eine andere: Man will Information nicht an einem Ort, sondern in der Beziehung zwischen zwei weit voneinander entfernten Teilchen speichern, sogenannten Majorana-Nullmoden. Diese exotischen Quasiteilchen sollen paarweise an den beiden Enden eines speziell präparierten, supraleitenden Nanodrahts auftreten. Weil die gespeicherte Information nicht in einem der beiden Enden für sich sitzt, sondern nur in der gemeinsamen Beziehung beider Enden existiert, soll sie von lokalen Störungen weit weniger betroffen sein als bei den anderen Ansätzen, eine Art eingebauter Schutz, statt Fehlerkorrektur nachträglich aufwendig draufzusetzen. Das ist der ganze Grund, warum dieser Ansatz überhaupt verfolgt wird: Wenn er funktioniert, könnte er den enormen Aufwand klassischer Quantenfehlerkorrektur drastisch senken.
Was diesen Ansatz von den anderen unterscheidet
Alle anderen fünf Bauweisen, von supraleitenden Schaltkreisen bis zu Silizium-Spin-Qubits, speichern Information in einem realen physikalischen Zustand. Beim topologischen Ansatz soll sie stattdessen in einer geometrischen Eigenschaft eines besonderen Materiezustands verankert sein, der eigens erzeugt werden muss, vorausgesetzt, das gelingt tatsächlich so wie theoretisch vorhergesagt. Genau an diesem Vorbehalt hängt die ganze Debatte um diesen Ansatz. Einen Überblick über alle sechs Bauweisen gibt es auf der Vergleichsseite und im Grundlagenartikel Was ist eigentlich ein Qubit?
Geschichte
Der Name geht auf den italienischen Physiker Ettore Majorana zurück, der 1937 in der Teilchenphysik eine alternative Lösung der relativistischen Dirac-Gleichung beschrieb, Teilchen, die ihr eigenes Antiteilchen sind, ursprünglich völlig unabhängig von Quantencomputern. Über 60 Jahre später, 2001, zeigte Alexei Kitaev in einem einflussreichen Paper, dass ein eindimensionaler supraleitender Draht mit einer bestimmten Art von Paarbildung an seinen beiden Enden genau solche Majorana-Nullmoden erzeugen könnte, und dass sich diese als topologisch geschützte Qubits nutzen ließen. Dieses vereinfachte Modell heißt seither Kitaev-Kette. 2010 zeigten zwei Forschungsgruppen theoretisch unabhängig voneinander, dass sich Kitaevs Idee praktischer umsetzen lässt, über einen Halbleiter-Nanodraht mit starker Spin-Bahn-Kopplung, gekoppelt an einen gewöhnlichen Supraleiter und in ein paralleles Magnetfeld gebracht. Dieser Vorschlag ist bis heute die Grundlage aller experimentellen Versuche, einschließlich Microsofts.
2018 behauptete ein Team um einen Microsoft-Partner erstmals, Majorana-Nullmoden nachgewiesen zu haben. Kritiker zeigten, dass die gemessenen Effekte auch durch Bauteilfehler erklärbar wären, das Paper wurde zurückgezogen, ein deutlicher Dämpfer für das gesamte Forschungsfeld. Im Februar 2025 präsentierte Microsoft dann Majorana 1, nach eigener Aussage der „weltweit erste Quantenprozessor mit topologischen Qubits“, gebaut auf einem selbst entwickelten Materialzustand namens „Topoconductor“ aus Indiumarsenid und Aluminium. Seither hält die Kontroverse an: Die American Physical Society veröffentlichte gleich zwei kritische Fachartikel, „Microsoft’s Claim of a Topological Qubit Faces Tough Questions“ und „Experts Weigh in on Microsoft’s Topological Qubit Claim“. Physiker wie Henry Legg von der University of St Andrews bezweifeln offen, dass Microsoft überhaupt ein funktionierendes topologisches Qubit gebaut hat.
Im Juni 2026 zeigte Microsoft den Nachfolger Majorana 2, mit angeblichen Qubit-Lebensdauern über 20 Sekunden, mehr als tausendmal länger als bei früheren Geräten, in Einzelfällen sogar über einer Minute, erreicht unter anderem durch den Wechsel von Aluminium zu Blei im supraleitenden Materialstapel. Die Kritik blieb bestehen: Legg erklärte, nichts in diesem Preprint löse die grundlegenden Probleme, während andere Physiker wie Kartiek Agarwal vom Argonne National Laboratory die Interpretation als echte Majorana-Zustände stützen. Ob Microsoft tatsächlich ein topologisches Qubit gebaut hat oder etwas anderes misst, gilt weiterhin als eine der umstrittensten Fragen der Festkörperphysik.
Stärken und Schwächen, ehrlich
Sollte sich das Konzept bestätigen, wäre der Gewinn erheblich: Ein eingebauter Schutz gegen lokale Störungen könnte den Aufwand für Quantenfehlerkorrektur drastisch senken. Bei den anderen fünf Ansätzen braucht ein einziges verlässliches „logisches“ Qubit oft tausende physische Qubits zur Fehlerkorrektur, ein echtes topologisches Qubit könnte diesen Overhead massiv reduzieren.
Genau dieses „sollte“ ist aber die zentrale Schwäche. Bis heute ist nicht zweifelsfrei erwiesen, dass die von Microsoft gemessenen Effekte tatsächlich Majorana-Nullmoden sind und nicht andere physikalische Effekte, die ähnlich aussehen, exakt das war schon der Grund für die Rücknahme des 2018er-Papers. Ein für Kunden buchbares System gibt es nicht, Majorana 1 und 2 sind reine Forschungsplattformen. Und der Widerspruch zwischen der Marketingaussage „weltweit erster“ und dem tatsächlichen wissenschaftlichen Konsens ist bei keinem anderen Anbieter im ganzen Markt so ausgeprägt wie hier.
Aktueller Stand 2026
Microsofts Majorana 1 und 2 bleiben Forschungschips ohne kommerziell zugängliches Produkt. Azure Quantum als Plattform ist zwar buchbar, vermittelt dort aber überwiegend fremde Hardware wie IonQ, Quantinuum oder Rigetti, nicht Majorana selbst. Kein anderer namhafter Anbieter verfolgt aktuell einen vergleichbar konkreten topologischen Chip-Ansatz, Microsoft steht hier faktisch allein auf weiter Flur, was die öffentliche Sichtbarkeit angeht. Eine kompakte Einordnung der Kontroverse steht bereits auf der Vergleichsseite, dieser Artikel vertieft sie, ohne ihr zu widersprechen.
Kurz gesagt
Topologische Qubits sollen Information nicht an einem Ort, sondern in der Beziehung zwischen zwei Majorana-Nullmoden speichern, geschützt gegen lokale Störungen. Microsoft ist mit Majorana 1 und 2 der einzige namhafte Anbieter, der diesen Weg konkret verfolgt, doch ob die gemessenen Effekte tatsächlich echte Majorana-Zustände sind, gilt in der Fachwelt bis heute als ungeklärt und wird von Physikern wie Henry Legg offen bezweifelt. Ein kaufbares oder buchbares System gibt es dementsprechend nicht, nur Forschungschips.
Quellen und weiterführende Links: Physics Today: Majorana Qubits for Topological Quantum Computing · Postquantum: Majorana Qubits – The Physics, the Evidence, the Debate · Microsoft Azure Quantum Blog: Majorana 1 (19.02.2025) · APS Physics: Microsoft’s Claim of a Topological Qubit Faces Tough Questions · APS Physics: Experts Weigh in on Microsoft’s Topological Qubit Claim · IEEE Spectrum: Microsoft’s Topological Qubit Claims Create Mixed Reactions · Science News: Microsoft’s quantum chip got an upgrade. Critics are still skeptical · The Quantum Insider: Microsoft Reports Advances in Majorana 2 (02.06.2026) · Science.org: Debate erupts around Microsoft’s blockbuster quantum computing claims · Postquantum: Microsoft Majorana 2 – 20-Second Qubits, Same Questions · Scott Aaronson: FAQ on Microsoft’s topological qubit thing · Wikipedia: Majorana 1