In een opzienbarende blog en in een artikel in vakblad Nature op 19 februari claimt Microsoft een doorbraak in kwantumcomputing te hebben bereikt. Die zou Microsoft kunnen helpen om rond 2033 als eerste een industrieel bruikbare kwantumcomputer te bouwen. Daarmee zijn wachtwoorden in een oogwenk te kraken en medicijnen kunnen exact op iemands behoefte worden aangepast. De reguliere media doken erbovenop. Maar steekhoudend bewijs bleef achterwege. Logisch, stellen experts, omdat er niets van de claims zou kloppen.

Microsoftfysicus Chetan Nayak moest op 18 maart voor een wetenschappelijk publiek het doorslaggevende bewijs leveren dat zijn team de eerste zogeheten topologische qubit heeft gemaakt op basis van het majoranadeeltje. Wat betekenen die termen?

Een qubit maakt de kwantumcomputer supersnel. Een bit in een gewone computer kan aan of uit zijn, net als een lamp. Een qubit is anders: hij kan tegelijk een beetje aan én een beetje uit zijn. Dit heet superpositie. Daardoor kunnen qubits heel veel dingen tegelijk, net als wanneer iemand in een doolhof niet één weg uitprobeert, maar alle wegen tegelijk. Een zogeheten topologische qubit is stabiel en daardoor bruikbaar voor de kwantumcomputer.

Het majoranadeeltje, waarvan de topologische qubit is gemaakt, is genoemd naar bedenker Ettore Majorana. Het is een zogeheten quasideeltje dat alleen kan bestaan als een minuscuul, elektrisch signaaltje en niet als echt deeltje. Dat maakt het tamelijk ongrijpbaar en lastig om aan te tonen.

Het deeltje is in zekere zin een buitenbeentje. De meeste elementaire deeltjes hebben een kenmerkende elektrische lading, massa en energie. Het mysterieuze majoranadeeltje heeft dat alles echter niet.

Experts zijn erg kritisch over de ‘doorbraak’ van Microsoft: een topologische qubit op basis van het majoranadeeltje. Het bewijs dat Nayak 18 maart op de Global Physics Summit van de American Physical Society in Anaheim (VS) presenteerde, overtuigt hen niet. Javad Shabani, kwantumwetenschapper aan de New York University, meent dat Microsofts vondst een „soort qubit” zou kunnen zijn, maar dat valt „niet te controleren”. En hij ziet al helemaal geen bewijs dat het om een topologische qubit zou gaan.

Dat het bewijs uitblijft is volgens kwantumwetenschapper Vincent Mourik geen wonder. De kwantumonderzoeker aan het JARA Institute for Quantum Information van het Forschungszentrum Jülich in Duitsland zit diep in de materie. In 2016 promoveerde hij aan de Technische Universiteit (TU) Delft op de eerste aanwijzingen voor het majoranadeeltje. Mourik noemt het in een interview „vreemd en buitenissig” dat Microsoft in een blogpost met enorme claims over het majoranadeeltje komt.

Microsoft beweert een Quantum Processing Unit te hebben gemaakt met een topologische qubit op basis van het majoranadeeltje: een unit die opschaalbaar is „naar een miljoen qubits op één chip”. Mourik: „Maar dat kan helemaal niet. Majoranadeeltjes zijn ontzettend storingsgevoelig en daardoor ongeschikt als topologische qubit.” En hij staat niet alleen met zijn kritiek op het Microsoftartikel en -blog.

Lees ook

Majoranadeeltje duikt op in Delft

Niet overtuigend

Jelena Klinovaja, natuurkundige aan de universiteit van Bazel, is bij de lezing van Nayak aanwezig. Haar oordeel? „Ik denk niet dat de gepresenteerde gegevens overtuigend zijn”, laat ze weten aan het wetenschappelijk tijdschrift Science. Ook Jason Alicea, natuurkundige aan het California Institute of Technology, verbaast zich over de beweringen van Microsoft. „Ik heb nog nooit zo’n overtrokken claim gezien”, zegt hij tegen Science.

Henry Legg, natuurkundige aan de University of St Andrews, drukt zich de maandag voor de lezing van Nayak nog sterker uit. „Elk bedrijf dat beweert in 2025 een topologische qubit te hebben, verkoopt een sprookje.” Andere wetenschappers stellen in Science dat de metingen van Microsoft niet boven ruis van achtergrondsignalen uitkomen.

Nayak blijft er in een interview met Science echter bij dat zijn team een manier heeft gevonden om een topologische qubit te ontwikkelen op basis van de majoranadeeltjes. Maar evenals in het artikel in Nature en in het blog blijft steekhoudend bewijs achterwege, constateren de experts.

Mourik vindt het een veeg teken dat Microsoft in een Natureartikel de meetmethode uiteenzet en in een blog forse claims brengt als groot nieuws. „Dat is hoogst ongebruikelijk.”

Sleutelrol

Een sleutelrol in de ontwikkeling van een qubit op basis van het majoranadeeltje spelen het QuTechlab van de Delftse hoogleraar Leo Kouwenhoven en het laboratorium van Charles Marcus in Kopenhagen. Mourik: „Vanaf het begin is Microsoft hierbij betrokken geweest als stimulator en geldschieter.” In 2019 neemt Microsoft het besluit om de experimentele Microsoft Quantum Labs in Delft en Kopenhagen deels over te nemen.

Lees ook

Prof. Kouwenhoven sleutelt aan de computer van de toekomst

Ontsporen

In deze periode worden de claims in de artikelen van de twee universitaire groepen langzaam steeds extremer, stelt Mourik. „In wetenschappelijke artikelen claimden mijn opvolgers meer en beter bewijs voor majoranadeeltjes. Met een voormalige collega uit Delft, Sergey Frolov, hoogleraar aan de University of Pittsburgh, ben ik die claims onder de loep gaan nemen. Toen vonden we forse onregelmatigheden waarvan we erg schrokken: er was gerommeld met de meetgegevens. We hebben het toen bij Kouwenhoven neergelegd, met de opmerking: „Leo, we hebben grote problemen gevonden.””

Omdat Mourik en Frolov geen kans zien om er met Kouwenhoven uit te komen, zoeken ze het hogerop. Hun actie leidt ertoe dat de Delftse onderzoeksgroep bij Nature aankaart dat er problemen zijn met de ruwe data die in een eerder artikel in hetzelfde vakblad (2018) zijn verwerkt. Kouwenhoven verwijst in e-mailcontact met het Reformatorisch Dagblad naar een artikel in Modern Physics B (2025) waarin hij zijn jarenlange onderzoek naar het majoranadeeltje verantwoordt.

Integriteit

Mourik en Frolov kaarten de zaak aan bij de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, het Landelijk Orgaan Wetenschappelijke Integriteit (LOWI) en de Commissie Wetenschappelijke Integriteit (CWI).

De instanties concluderen dat er wel degelijk wat aan de hand is. Het CWI schrijft in zijn rapport dat „de auteurs zo meegesleurd werden door hun enthousiasme dat ze blind waren voor data die niet pasten bij het doel dat ze nastreefden”. Het LOWI concludeert dat „de tekortkomingen in deze casus niet zijn aan te merken als simpele vergissingen. Opzet ontbreekt echter en daarom is er geen schending van de wetenschappelijke integriteit.”

De integriteitsonderzoeken door de TU Delft leveren Mourik en Frolov niet op wat ze ervan verwachten. De TU Delft en het LOWI laten bewijs voor een patroon van niet-integer handelen buiten hun beoordeling, stelt Mourik. Omroepprogramma Nieuwsuur legt de zaak voor aan het Adviescollege Openbaarheid en Informatiehuishouding (ACOI). Het ACOI komt daarop met het kritische advies aan de TU om een Wet open overheid-onderzoek naar openheid over deze kwestie „zo transparant mogelijk” af te handelen, en de uitvoering hiervan niet over te laten aan directbetrokkenen. Maar de universiteit heeft dat advies volgens Mourik niet opgevolgd. Hij noemt het daarom „een doofpotaffaire”.

De TU Delft ontkent desgevraagd dat de universiteit zaken onder het tapijt heeft geveegd. De woordvoerder wijst op de tijdlijn van de gebeurtenissen. „Het was een complexe casus. TU Delft heeft waar het mogelijk was gecommuniceerd en is daarin maximaal transparant geweest.”

Kouwenhoven noemt desgevraagd de jarenlang durende acties van Mourik „laster”. In NRC liet hij destijds weten dat hij voor de publicatie van het teruggetrokken artikel uit 2018 alle data nog een keer had moeten controleren. „Dat ik dat niet gedaan heb is verwijtbaar. Als leidinggevende ben je eindverantwoordelijk.” Mourik wijst de beschuldiging van laster af en stelt dat hij zich „op feiten baseert”. Hij vindt dat de wetenschappelijke integriteit in deze kwestie op het spel staat.

Intrekkingen

De actie van Mourik en Frolov leidt ten slotte tot het intrekken van twee Natureartikelen en correcties op twee andere artikelen. Op Nature Communications stond afgelopen week een uitgebreide correctie op een vijfde artikel, uit 2017. Mourik en medeauteur Kun Zuo hebben hun naam daaruit laten schrappen.

Na het terugtrekken van de eerste twee artikelen uit Nature trekt Microsoft zijn handen van dat onderzoek af, en Kouwenhoven en Marcus vertrekken bij hun laboratorium. Kouwenhoven laat in NRC weten dat zijn vertrek bij Microsoft niets te maken heeft met de teruggetrokken artikelen.

Het onderzoek gaat na het vertrek van beide hoogleraren gewoon door. „Omdat dit een belangrijke onderzoeksrichting is”, stelt Kouwenhoven desgevraagd. De leiding ligt sinds 2022 in handen van theoretisch fysici bij Microsoft in Santa Barbara (VS).

De hoofdauteur van de twee teruggetrokken en de twee gecorrigeerde artikelen, is Hao Zhang, Mouriks opvolger in het team van Kouwenhoven. Zhang leidt de experimenten, voert de metingen uit en analyseert die samen met een of meer promovendi. Precies voordat de problemen met zijn artikelen aan het licht komen, wordt hij junior hoogleraar aan de Tsinghua University in Peking. Mourik: „Zhang heeft grafieken gemanipuleerd door datapunten weg te laten die hem niet goed uitkwamen. Dat staat zwart-op-wit in het rapport van de Delftse onderzoekscommissie.”

Zhang stelt echter in een e-mailreactie dat de Natureartikelen zijn ingetrokken vanwege „systematische fouten in de meetapparatuur”. Zijn integriteit is nooit in het geding geweest, betoogt hij. Volgens Mourik is Zhangs weergave echter onjuist. „Meetapparatuur verwijdert geen datapunten uit grafieken; dat doen mensen.”

Schokkend

Opvallend is dat de redactie van Nature Hao Zhang kiest als reviewer die het Microsoftartikel in Nature van 19 februari moet beoordelen. Legg noemt het in New Scientist „schokkend dat Nature een referent kon kiezen van wie een paar jaar geleden een artikel werd ingetrokken”. Zhang vindt dat helemaal niet zo vreemd. „In de afgelopen jaren heb ik meer dan dertig door experts gecontroleerde artikelen op dit gebied gepubliceerd. Ik heb voldoende expertise om de Microsoftpaper te evalueren.”

De onderzoeksmethode van Microsoft ligt ook voortdurend onder vuur. Henry Legg noemt het protocol dat het bedrijf gebruikt om majoranadeeltjes aan te tonen „gebrekkig”. Hij concludeert dat „het protocol fijn afgestemd blijkt te zijn om meetgegevens te selecteren die binnen een bepaalde reikwijdte vallen”.

Als de topologische qubit van Microsoft eenduidig uit de ruwe data zou blijken, hoeven wetenschappers geen meetdata te selecteren, stelt Mourik. „Als ik nu naar de experimentele kwaliteit van de data kijk, zie ik vooral een wanordelijke nanostructuur, waarmee helemaal geen majoranadeeltje kan worden aangetoond.”

Biertje

Anton Akhmerov, natuurkundige aan de TU Delft, noemt in Science sommige van Leggs zorgen over het protocol „zeer terecht”, hoewel hij niet denkt dat hiermee ál het werk van Microsoft de prullenbak in kan. Steve Simon, natuurkundige aan de University of Oxford, zet er met Legg een Belgisch biertje op in dat Nature het jongste artikel van Microsoft niet binnen twee jaar zal intrekken.

Legg ziet ook „geen enkel bewijs” dat de basisfysica klopt van majoranadeeltjes in het nieuwe Majorana 1-apparaatje van Microsoft. „Laat staan ​​dat je er een qubit mee zou kunnen bouwen.” Hij noemt het majoranaonderzoek van Microsoft een „kaartenhuis”. Mourik: „Als je de basale natuurkunde niet onder controle hebt, stort de rest ook in.”

Hij geeft aan dat het majoranaonderzoek fundamenteel rammelt. „Microsoft publiceert al bijna tien jaar vergaande claims over de majoranaqubits.” Het lukte andere, niet bij Microsoft betrokken, wetenschappers niet om de claims onafhankelijk te bevestigen. Daarnaast is de verslaglegging door Microsoft te weinig gedetailleerd, vindt Mourik: „Nieuwe claims worden momenteel onderzocht op fraude door teams van wetenschappelijke experts.”

Een woordvoerder van Microsoft weerlegt de opmerking van Mourik door te stellen: „Discours en scepsis maken allemaal deel uit van het wetenschappelijke proces. Daarom zetten we ons in voor de voortdurende open publicatie van ons onderzoek, zodat iedereen kan voortbouwen op wat anderen hebben ontdekt en geleerd.”

Frauduleus

Mouriks Amerikaanse kompaan Frolov noemt het majoranaonderzoek van Microsoft „een frauduleus programma”. In een e-mail somt hij op hoe de claims van Microsoft voortdurend escaleren, terwijl het bewijs ervoor niet onafhankelijk reproduceerbaar is, terwijl dat wel een eis is voor goede wetenschap.

Volgens Microsoft zijn de critici niet op de hoogte van „onze meest recente vooruitgang. De Naturepaper werd ingediend op 5 maart 2024 en gepubliceerd op 19 februari 2025. Er is bijna een heel jaar verstreken en in die tijd is er enorme vooruitgang geboekt.” Als een van de bereikte resultaten noemt de woordvoerder „de topologische qubitconfiguratie”, die op werkelijke metingen zou zijn gebaseerd.

Mourik blijft echter sceptisch. „Het bedrijf doet alsof deze trein succesvol doordendert en ze poetsen de dingen weg die verkeerd zijn gegaan.” Als blijkt dat een topologische qubit op basis van het majoranadeeltje rond 2033 toch niet werkt in een industrieel bruikbare kwantumcomputer, kan dat serieuze gevolgen hebben voor het bedrijf, vermoedt Mourik: „Nu hun claims wereldwijd viraal zijn gegaan, staat de reputatie van het bedrijf op het spel.”

De Duitse kwantumwetenschapper verwacht dat het onderzoek naar majoranadeeltjes als topologische qubit zal „imploderen”. Volgens zijn zeggen wordt de TU Delft daarin meegesleept en gaan er miljoenen aan overheidssubsidie in rook op.

De universiteit is echter niet bang voor imagoschade als het Microsoftonderzoek schipbreuk leidt. „We richten contracten en toezicht altijd zorgvuldig in om belangenverstrengeling te voorkomen.” En het majoranaonderzoek is volgens de universiteit niet gesubsidieerd vanuit het Nationaal Groeifonds voor kwantumonderzoek, „omdat het geld van dit fonds naar andere vormen van kwantumonderzoek ging”.

Microsoft ziet de toekomst echter met vertrouwen tegemoet. Als het bedrijf erin slaagt om met het majoranadeeltje een stabiele qubit voor de kwantumcomputer te bouwen, heeft het in één klap een forse voorsprong op de concurrenten.

De Microsoftwoordvoerder gaat niet verder in op Mouriks kritiek en stelt dat er „veel wetenschap” zit achter kwantumcomputing. „We kijken ernaar uit om in de komende weken en maanden onze resultaten te delen, samen met aanvullende gegevens achter de wetenschap die onze ruim twintigjarige visie op kwantumcomputing omzet in een tastbare realiteit.”