Europäischer Quantencomputer Warum Firmen jetzt mit 27 Qubits spielen sollten

Seit dem 15. Juni 2021 hat Europa seinen ersten Quantencomputer. Politik und Wirtschaft setzen große Hoffnungen in die Quantencomputer-Technik. Das ist auch nötig. Jetzt müssen sich die Firmen mit dem neuen Rechner vertraut machen und ihn ausgiebig testen.

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Quantencomputer: Der IBM Quantum System One in Ehningen ist der bisher leistungsstärkste Quantencomputer in Europa, an dem Industrie und Forschungsorganisationen jetzt unter deutschem Recht anwendungsbezogene Quantensoftware entwickeln, testen und ihre Kompetenzen ausbauen können.
Quantencomputer: Der IBM Quantum System One in Ehningen ist der bisher leistungsstärkste Quantencomputer in Europa, an dem Industrie und Forschungsorganisationen jetzt unter deutschem Recht anwendungsbezogene Quantensoftware entwickeln, testen und ihre Kompetenzen ausbauen können.
(Bild: IBM Research)

Quantencomputer legen die Grundlage für nachhaltigen Verkehr, schnelle Entwicklung neuer Materialien oder Medikamente oder wenn komplexe Finanzströme analysiert werden sollen. Am 15. Juni enthüllten Dario Gil, Senior Vice President und Director IBM Research, und Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, den IBM Quantum System One. Auch Kanzlerin Angela Merkel ließ es sich nicht nehmen, bei der offiziellen Eröffnung dabei zu sein. Viel setzt die Politik und Wirtschaft auf Europas ersten Quantencomputer. Dieser steht in Ehningen bei Stuttgart und wird betrieben von IBM; die Fraunhofer-Gesellschaft hat auf seit Januar 2021 exklusiven Zugriff auf den Rechner.

In dem System arbeiten 27 Qubits. Im Unterschied zu einem herkömmlichen Computer verdoppelt sich das Leistungspotenzial eines Quantencomputers mit jedem zusätzlichen Qubit (exponentielle Steigerung). Die Zahl der Qubitis wird in den nächsten Jahren schnell ansteigen. Dann lassen sich viele komplexe Aufgaben lösen, die heute noch unlösbar erscheinen. Die Qubits im Quantum System One sind in Form von supraleitenden, extrem tiefgekühlten Schaltkreisen realisiert. Ein Vergleich: Google verfügt über einen Quantencomputer mit 53 Qubits. Für eine Berechnung würde der stärkste Supercomputer 10.000 Jahre benötigen. Doch für den Routinebetrieb sind die 27 Qubits ausreichend.

Keine unlösbaren Rechenprobleme

Doch der Quantum System One soll auch keine hochkomplexen Rechenaufgaben lösen. Dazu wären viel mehr Qubits notwendig. Vielmehr soll die Wirtschaft die Möglichkeit bekommen, mit dem neuen Quantencomputer zu lernen. Denn das ist dringend notwendig. Sind es doch gerade die USA und China, die noch viel mehr Geld in die Quantencomputer-Technik investieren. Hier heißt es, nicht den Anschluss verlieren.

Lernen müssen die Firmen auch bei der Programmierung eines Quantencomputers. Denn diese unterscheidet sich grundlegend. Ob Großkonzern, kleine und mittelständische Unternehmen oder Start-ups: Sie alle sollen die Möglichkeit bekommen, mit dem Quantencomputer zu arbeiten. Zentrale Anlaufstelle, um den Quantencomputer zu nutzen, ist das Fraunhofer-Kompetenznetzwerk Quantencomputing. Voraussetzung für den Zugang zu dem Rechner ist ein Nutzungsvertrag mit Fraunhofer, das Preismodell basiert auf einem monatlichen Ticket. Damit sind auch kurzzeitige, flexible Zugänge zur Erprobung und Einschätzung der Technologie möglich.

Die Zahl der Qubits nimmt zu

Wie geht es weiter? In seiner Roadmap hat IBM für 2021 einen Quantenprozessor mit 127 Qubits angekündigt. Dann soll einer mit 400 Qubits und schließlich 2023 ein Prozessor mit über 1.000 Qubits folgen. Ab dem Jahr 2025 sollen Quantencomputer dann auch normal zu kaufen sein.

Das Problem bleiben die Qubits. Anders als bei einem Bit mit seinen zwei Zuständen kann ein Qubit mehrere Zustände gleichzeitig annehmen. Jetzt heißt es für die Wirtschaft, sich mit dem Quantencomputer vertraut zu machen. Oder wie es die Kanzlerin in ihrem Grußwort formulierte: „Machen Sie was draus!“

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Fachredakteur Technologietrends, Vogel Communications Group