IBM probiert sich im Quantencomputing aus

In einem herkömmlichen Computer, wie dem, auf dem Du gerade diesen Artikel liest, werden die Daten in Form von Bits gespeichert. Ein Bit hat zwei Zustände, 0 und 1, und es kann sich in einem und nur einem dieser Zustände befinden.

Ein Quantencomputer ist ganz anders. Ein Qubit, das Quantenäquivalent eines Bits, hat ebenfalls zwei Zustände, kann aber auch in einer Kombination dieser beiden Zustände vorliegen. Diese Eigenschaft ermöglicht es, bestimmte Berechnungsprobleme potenziell exponentiell schneller auf einem Quantencomputer als auf einem herkömmlichen Computer zu lösen.

Keine Sorgen, wenn das gerade wie Chinesisch klingt. “Wenn Sie glauben, dass Sie die Quantenmechanik verstehen, verstehen Sie die Quantenmechanik nicht”, heißt es in einem Zitat, das dem Physiker Richard Feynman zugeschrieben wird.

Es ist wahrscheinlich, dass wir noch viele Jahre von einer sinnvollen Kommerzialisierung des Quantencomputings entfernt sind, aber einige Unternehmen beginnen, ernsthaft mit der Technologie zu experimentieren. International Business Machines (WKN:851399) gab kürzlich bekannt, dass man erfolgreich einen Prototyp eines Quantencomputers mit 50 Qubits gebaut habe, und Alphabets Google arbeitet an seinen eigenen Quantencomputern. Microsoft kündigte kürzlich eine neue Programmiersprache an, Q# (ausgesprochen “Q sharp”), die für das Schreiben von Quantenalgorithmen entwickelt wurde, die in einem Simulator auf der „Azure Cloud“-Plattform des Unternehmens ausgeführt werden können.

Es ist noch viel zu früh, um zu sagen, welche Unternehmen in 10 Jahren Marktführer im Bereich Quantencomputer sein werden, oder ob es bis dahin überhaupt einen Quantencomputer-Markt geben wird. Aber IBM scheint früh in Führung gegangen zu sein und die ersten Samen für die Kommerzialisierung der Technologie gepflanzt zu haben.

Quantenpartnerschaften

IBM verkündete letzte Woche die ersten Kunden seines kommerziellen Quantencomputersystems an, IBM Q. Zwölf Organisationen, darunter JPMorgan Chase, Samsung, Barclays, Daimler AG und Oak Ridge National Lab, planen, mit IBMs Quantensystemen zu experimentieren und versuchen, reale Probleme zu lösen.

JPMorgan Chase wird versuchen, Quantum Computing auf Handelsstrategien, Portfoliooptimierung, Asset Pricing und Risikomanagement anzuwenden. Samsung wird sich mit Anwendungsfällen in der Halbleiter- und Elektronikindustrie befassen. Daimler wird die Technologie einsetzen, um neue Materialien durch Quantenchemie zu finden und Optimierungsprobleme im Zusammenhang mit Fertigungsprozessen, Flottenlogistik und selbstfahrenden Autos zu lösen.

Diese Unternehmen werden Zugriff auf das 20-qubit-System von IBM haben, wobei das 50-qubit-System voraussichtlich für den Einsatz im IBM-Q-System der nächsten Generation zur Verfügung stehen wird.

Ein sehr langer Weg steht bevor

Quantum Computing ist eine Geschichte, die sich wahrscheinlich über Jahrzehnte hinziehen wird. Ein Grund, warum es viele Jahre dauern kann, bis eine sinnvolle Kommerzialisierung erreicht wird, besteht darin, dass Quantencomputer fehleranfällig sind. Herkömmliche Computer verwenden Redundanz, um dieses Problem zu lösen. Quantencomputer, deren Qubits sich nicht in genau definierten Zuständen befinden, sind eine völlig andere Sache.

IBM macht in dieser Hinsicht Fortschritte, aber es gibt noch viel zu tun. In der Pressemitteilung, in der der 50-Bit-Computer angekündigt wird, heißt es: “Im Laufe des nächsten Jahres werden die IBM Q-Wissenschaftler weiter daran arbeiten, ihre Geräte zu verbessern, einschließlich der Qualität der Qubits, der Konnektivität der Schaltkreise und der Fehlerraten der Vorgänge, um die Tiefe für die Ausführung von Quantenalgorithmen zu erhöhen. Beispielsweise konnte das IBM-Team innerhalb von sechs Monaten die Kohärenzzeiten für den 20-Bit-Prozessor auf das Doppelte der öffentlich verfügbaren 5- und 16-Bit-Systeme auf IBM Q erweitern.“

Die Kohärenzzeit ist die Zeit, in der ein Qubit-Zustand überlebt. Sie muss länger sein als die Zeit, die für die Durchführung einer Berechnung benötigt wird, um nützlich zu sein. “Verbesserungen bei der Fehlervermeidung und der Qualität von Qubits sind unser Fokus, um Quantencomputersysteme in naher Zukunft für die Praxis nutzbar zu machen”, lässt IBM wissen.

Für IBM ist Quanten-Computing eine Wette auf die weite Zukunft, die sich in absehbarer Zeit noch nicht sinnvoll auszahlen kann. Aber wenn das volle Potenzial des Quantencomputings ausgeschöpft wird, wird IBM im Zentrum der nächsten Computerrevolution stehen.