Jahrelang wurde der Nachrichtenzyklus rund um Quantencomputing von Schlagzeilen über rekordverdächtige Systeme dominiert. Forscher von Google und IBM haben sich darüber gestritten, wer was erreicht hat – und ob sich der Aufwand gelohnt hat. Aber die Zeit des Streits darüber, wer den größten Prozessor hat, scheint vorbei zu sein: Unternehmen sind mit gesenktem Kopf und bereiten sich auf das Leben in der realen Welt vor. Plötzlich benehmen sich alle wie Erwachsene.
Wie um zu betonen, wie sehr Forscher aus dem Hype-Zug aussteigen wollen, wird IBM voraussichtlich im Jahr 2023 einen Prozessor ankündigen, der sich dem Trend widersetzt, immer mehr Quantenbits oder „Qubits“ ins Spiel zu bringen. Qubits, die Verarbeitungseinheiten von Quantencomputern, können aus einer Vielzahl von Technologien hergestellt werden, darunter supraleitende Schaltkreise, eingefangene Ionen und Photonen, die Quantenteilchen des Lichts.
IBM verfolgt seit langem supraleitende Qubits, und im Laufe der Jahre hat das Unternehmen stetige Fortschritte bei der Erhöhung der Anzahl, die es auf einen Chip packen kann, gemacht. Im Jahr 2021 stellte IBM beispielsweise einen mit rekordverdächtigen 127 davon vor. Im November stellte es seinen 433-Qubit-Osprey-Prozessor vor, und das Unternehmen beabsichtigt, 2023 einen 1.121-Qubit-Prozessor namens Condor auf den Markt zu bringen.
Aber dieses Jahr wird IBM voraussichtlich auch seinen Heron-Prozessor vorstellen, der nur 133 Qubits haben wird. Es mag wie ein Rückschritt aussehen, aber wie das Unternehmen betont, werden die Qubits von Heron von höchster Qualität sein. Und, was entscheidend ist, jeder Chip wird in der Lage sein, sich direkt mit anderen Heron-Prozessoren zu verbinden, was eine Verlagerung von einzelnen Quantencomputing-Chips hin zu „modularen“ Quantencomputern einläutet, die aus mehreren miteinander verbundenen Prozessoren bestehen – ein Schritt, der voraussichtlich dazu beitragen wird, dass Quantencomputer erheblich skalieren .
Heron ist ein Signal für größere Veränderungen in der Quantencomputerindustrie. Dank einiger neuerer Durchbrüche, aggressiver Planung und hoher Finanzmittel werden wir Allzweck-Quantencomputer möglicherweise früher sehen, als viele noch vor wenigen Jahren erwartet hätten, meinen einige Experten. „Insgesamt geht es jedenfalls sehr schnell voran“, sagt Michele Mosca, stellvertretende Direktorin des Institute for Quantum Computing an der University of Waterloo.
Hier sind einige Bereiche, in denen Experten Fortschritte erwarten.
Quantencomputer aneinanderreihen
Das Heron-Projekt von IBM ist nur ein erster Schritt in die Welt des modularen Quantencomputings. Die Chips werden mit herkömmlicher Elektronik verbunden, sodass sie die „Quantität“ der Informationen nicht aufrechterhalten können, wenn sie von Prozessor zu Prozessor übertragen werden. Aber die Hoffnung ist, dass solche Chips, die letztendlich mit quantenfreundlichen Glasfaser- oder Mikrowellenverbindungen verbunden sind, den Weg zu verteilten, großen Quantencomputern mit bis zu einer Million verbundenen Qubits ebnen werden. So viele werden möglicherweise benötigt, um nützliche, fehlerkorrigierte Quantenalgorithmen auszuführen. „Wir brauchen Technologien, die sowohl in der Größe als auch in den Kosten skalierbar sind, daher ist Modularität der Schlüssel“, sagt Jerry Chow, Direktor bei IBM Quantum Hardware System Development.