Quantencomputer

IBM hat mit einem neuen Quantenprozessor die Messlatte erneut höher gelegt. (Bild: DP - stock.adobe.com)

Der Technologiekonzern IBM hat einen neuartigen Quantenprozessor "Eagle" entwickelt, der deutlich leistungsfähiger ist als bisherige Systeme. Er könne sogar nicht mehr von einem traditionellen Supercomputer nachgeahmt werden, teilte IBM am Dienstag (16.11.) in Armonk (US-Bundesstaat New York) mit. Quantencomputer sollen in einigen Jahrenproduktiv in verschiedensten Bereichen wie der Pharmaindustrie oder für das Knacken von Verschlüsselungen eingesetzt werden und gelten als Zukunftstechnologie.

Mit der neuen Technik überschreite man mit 127 Qubits auch erstmals die Schwelle von 100 Qubit. Für eine Simulation durch konventionelle Hochleistungsrechner wären nach Darstellung des US-Konzerns "mehr klassische Bits notwendig, als es Atome in jedem menschlichen Wesen auf dem Planeten gibt".

Traditionelle Computer arbeiten mit Bits. Ein Bit kann nur zwei Zustände annehmen: «Eins» und «Null» beziehungsweise «An» und «Aus». Quantencomputer arbeiten dagegen mit Qubits ("Quanten-Bits"). Ein Qubit kann nicht nur "Eins" und "Null" darstellen, sondern theoretisch unendlich viele Zustände dazwischen und das gleichzeitig. Jedes dazu kommende Qubit verdoppelt die Anzahl der gleichzeitig darstellbaren Zustände, daher gilt die Zahl als Leistungsmerkmal. Allerdings wird die Leistung eines Quantencomputers von etlichen anderen Faktoren bestimmt.

Quantentechnologie erklärt

Nahaufnahme eines Quantencomputers
Quantencomputer können Aufgaben wesentlich schneller lösen als klassische Computer. - Bild: Bartek Wróblewski - stock.adobe.com

Was ist Quantentechnologie eigentlich? Auf welchen Phänomenen der Quantenphysik basiert die Technik? Warum sind Quantentechnologien so relevant? Wie kann Deutschland Technologieführer werden? Antworten auf all diese Fragen lesen Sie im Artikel "Quantentechnologie: Warum Deutschland jetzt handeln muss".

Sie wollen lieber lesen, wie ein Quantencomputer genau funktioniert und wofür sie eingesetzt werden, dann lesen Sie unseren Zweiteiler zum Thema: "Quantencomputer Teil 1: Wie die Technik funktioniert" und "Quantencomputer Teil 2: Wo sie gebraucht werden".

Warum die Quantensensorik wahrscheinlich als erstes die Industrie erobern wird, erfahren Sie in "Warum Quantensensoren immer wichtiger werden".

Wie lange die Entwicklung von Quantencomputern noch dauert

IBM hat die Anzahl der Qubis in seinen Quantenprozessoren in den vergangenen Jahren kontinuierlich in die Höhe geschraubt. Die erhöhte Anzahl werde es Nutzern ermöglichen, bei Experimenten und Anwendungen Probleme auf einem neuen Komplexitätsniveau zu erforschen, betonte IBM. Dazu gehöre die Optimierung des maschinellen Lernens oder die Modellierung neuer Moleküle und Materialien für den Einsatz in Bereichen, die von der Energiewirtschaft bis zur Arzneimittelentwicklung reichten.

"Die Einführung des 'Eagle'-Prozessors ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu dem Tag, an dem Quantencomputer klassische Computer in bedeutendem Umfang übertreffen können", sagte IBM-Forschungschef Darío Gil. "Quantencomputer haben das Potenzial, nahezu jeden Sektor zu verändern und uns dabei zu helfen, die größten Probleme unserer Zeit anzugehen."

Experten wie der deutsche Physiker Andreas Dewes betonen aber immer wieder, dass die Entwicklung von funktionierenden Quantencomputern noch mehr als zehn Jahre in Anspruch nehmen könne.

Die "Canary"-Quantenchips von IBM aus dem Jahr 2017 verfügten über fünf Qubits. Im Februar 2020 stellte IBM die "Falcon"-Serie mit 28 Qubits vor. Im September 2020 schraubte der Konzern die Marke auf 65 Qubits mit dem "Hummingbird"-Prozessor hoch. IBM betonte gleichzeitig, der Fortschritt bei der Quantencomputer-Hardware werde nicht allein durch die Qubit-Anzahl bestimmt, sondern auch durch die Leistungsmerkmale Qualität und Geschwindigkeit.

Mehr zum erstem IBM-Quantencomputer in Deutschland lesen Sie hier.

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dpa