"Durchbruch" leitet neue Ära für Quantencomputer ein

Forscher*innen von IBM berichteten von einem neuen "Durchbruch" in der Quantenforschung. In ihrem Experiment konnte ein Quantencomputer bei einer Simulation von Materialkomponenten klassische Computer ausstechen. Damit wäre ein erster Stein für eine breite Anwendung von Quantencomputern gelegt.

Besser als klassische Computer

Eine große Herausforderung von Quantencomputern ist, klassische Simulationen durchzuführen. Dadurch können etwa Düngemittel effizienter hergestellt, bessere Batterien gebaut oder neue Medikamente entwickelt werden. Die heutigen Quantensysteme erzeugen jedoch eine relativ große Anzahl von Fehlern, wodurch die Berechnungen "verrauscht" und die Leistung dieser Computer nicht vollständig ausgeschöpft werden kann.

Die Fehleranfälligkeit liegt dabei in der Natur der Quantenbits. Diese sind äußerst instabil und anfällig für Störungen aus der Umgebung. Eine wichtige Aufgabe von Quantenforscher*innen ist es daher, diese Fehler wieder "herauszurechnen", wozu fortschrittliche Fehlerkorrekturtechniken entwickelt werden.

127 supraleitende Qubits

Dem IBM-Team ist das mit dem verwendeten "Eagle"-Quantenprozessor gelungen. Der Chip, der 127 supraleitenden Qubits beinhaltet, konnte die Dynamik von Spins in einem Materialmodell simulieren und die Eigenschaften wie Magnetisierung genau vorhersagen. "Es ist das erste Mal, dass wir gesehen haben, dass Quantencomputer ein physikalisches System in der Natur genauer modellieren als führende klassische Ansätze", sagte Darío Gil, Direktor von IBM Research, in einer Aussendung.

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"Für uns ist dieser Meilenstein ein bedeutender Schritt, der beweist, dass die heutigen Quantencomputer fähige Werkzeuge sind, die zur Modellierung von Problemen eingesetzt werden können, die für klassische Systeme extrem schwierig sind - vielleicht sogar unmöglich", führt Gil weiter aus. Man trete jetzt in eine Ära ein, in der man Quantencomputing auch nutzen kann.

Mehr Power für Forschungspartner

IBM kündigte außerdem an, dass seine Quantensysteme in der Cloud zukünftig mit einem Minimum von 127 Qubits laufen werden. Damit werde Forscher*innen Rechenleistung zur Verfügung gestellt, die bei bestimmten Anwendungen klassische Methoden übertreffen kann. Einigen Partner von IBM Quantum sind etwa der Arzneimittelhersteller Moderna, das Kernforschungsinstitut CERN, Unternehmen wie Boeing und Bosch sowie Konzerne wie ExxonMobil (Öl) und Wells Fargo (Finanz).