IBM präsentiert den weltweit ersten „voll integrierten, kommerziellen“ Quantencomputer

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Evolution eines Quantencomputers: 2016 stellte IBM erstmals einen Quantenprozessor vor, auf den Anwender über ein Cloud-Angebot zugreifen konnten (links). Dieser erste zugängliche Prozessor hatte eine Leistung von 5 Qubit. 2017 eröffnete IBM das Thomas J Watson Research Center, in dem das Unternehmen einen „universell einsetzbaren Quantencomputer“ vorstellte (Mitte) – damals mit einem 16-Qubit-Prozessor. Der nun vorgestellte 20-Qubit-Q-System-One (rechts) kann allerdings erstmals in einem kommerziellen Umfeld eingesetzt werden.
Evolution eines Quantencomputers: 2016 stellte IBM erstmals einen Quantenprozessor vor, auf den Anwender über ein Cloud-Angebot zugreifen konnten (links). Dieser erste zugängliche Prozessor hatte eine Leistung von 5 Qubit. 2017 eröffnete IBM das Thomas J Watson Research Center, in dem das Unternehmen einen „universell einsetzbaren Quantencomputer“ vorstellte (Mitte) – damals mit einem 16-Qubit-Prozessor. Der nun vorgestellte 20-Qubit-Q-System-One (rechts) kann allerdings erstmals in einem kommerziellen Umfeld eingesetzt werden. (Bild: Evolution IBM Q_Triptych / IBM Research / BY-ND 2.0)

Quantum Computing steht bald davor die Forschungslabore zu verlassen. Auf der CES 2019 hat IBM Research den IBM Q System One vorgestellt. Dabei handele es sich um den ersten „voll integrierten, kommerziellen Quantencomputer“ der Welt.

Bislang standen Quantencomputer nur den Laboren von Forschung und Entwicklung zur Verfügung. Unternehmen wie Intel oder IBM hatten immer nur schrittweise Fortschritte bei ihren Quantenprozessoren gemeldet. So hatte etwa Intel vor genau einem Jahr auf der CES 2018 einen Quantenprozessor mit 49 Qubit Leistung vorgestellt. Die kanadische Firma D-Wave bietet zwar bereits eine Form von Quantenrechnern an, bei denen es sich allerdings mehr um Quantensimulatoren als um vollwertige Quantencomputer handelt.

IBM hat nun auf der CES 2019 erstmals seine Form von Quantenprozessor in einem integrierten Computersystem vorgestellt: Im sogenannten „Q System One“ sind sowohl die Elektronik als auch die Kühlkomponenten in einem einzigen Gehäuse vereint. Eine außerordentlich hohe Kühlleistung ist erforderlich, um Qubit-Fehler zu reduzieren und den Bedarf an zusätzlichen Qubits zur Fehlerkorrektur zu reduzieren.

Ein einfacher Weg mit Quantencomputern zu experimentieren

Bei dem Q System One handelt es sich um ein 20-Qubit-System. Das 3x3 m große Gehäuse aus 1 cm dickem Borosilikatglas, das einen geschlossenen, luftdichten Raum bildet, wurde von den britischen Industrie- und Innenarchitekturstudios Map Project Office und Universal Design Studio sowie dem italienischen Unternehmen Goppion entworfen. Von seinen Ausmaßen gleicht der Quantencomputer einem frühen Mainframe-Rechner.

IBM möchte seinen Quantencomputer kommerziell zugänglich machen. Das soll aber nicht heißen, dass sich jeder, der das IBM Q System One nutzen möchte, den Rechner mitsamt Kühlaggregat, dass für Temperaturen nahe dem absoluten Gefrierpunkt sorgt, anschaffen muss. Vielmehr stellt IBM einen umfangreichen Satz von https://qiskit.org/ bereit, der die Bibliotheken für Python und Simulatoren für die Ausführbarkeit des Codes bietet.

Der Quantencomputer selbst soll über ein Cloud-Angebot von IBM zur Verfügung stehen, über das sich der mit Qiskit erstellte Code auch auf dem Q System One ausführen lassen soll. Für letzteres benötigt man allerdings einen kostenpflichtigen Account bei IBM. Außerdem stellt IBM auf seiner Website auch einige Tutorial-Videos über die Grundlagen der Programmierung bereit, damit Nutzer den Umgang mit Qiskit erlernen können.

Noch weit von einem voll einsatzfähigem Quantencomputer entfernt

Allerdings ist einzuräumen, dass sich mit einem 20-Qubit-Quantencomputer nur wenig anstellen lässt. Experten sind der Ansicht, dass man erst ab einem Prozessor mit einer Leistung von 1000 Qubit von einem Quantencomputer sprechen kann, der auch eine signifikante Leistung erbringt.

Der Durchbruch, den IBM mit dem Q System One erzielt hat, liegt auch nicht in der Rechenleistung. Das Besondere ist, dass IBM damit einen zuverlässigen und stabilen Quantencomputer bereitstellt, der sich grundsätzlich für den Einsatz im kommerziellen Umfeld eignet – und es einer breiteren Öffentlichkeit ermöglicht damit den Umgang mit dieser Art von Computern zu üben und zu erlernen.

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