Quantencomputer: Tech-Giganten kämpfen um den Durchbruch bis 2030!

Quantencomputer: Tech-Giganten kämpfen um den Durchbruch bis 2030!

Mountain View, Kalifornien, USA - Was gibt’s Neues in der Welt des Quantencomputings? Ganz schön viel! US-Tech-Giganten wie IBM, Google, Amazon und Microsoft stecken tiefer denn je in der Entwicklung von Quantencomputersystemen, die von lästigen Laborprototypen hin zu industriellen Maschinen skalierbar sind. Laut Mitrade gibt es spannende Fortschritte in den Bereichen Chipdesign und Fehlerkorrektur.

Die Bemühungen sind nicht mehr nur Theorie: IBM hat im Juni ein vollständiges Design vorgestellt, das fehlende Ingenieurdaten aus früheren Plänen ergänzt. Jay Gambetta von IBM sieht sogar einen „klaren Weg“ zu einer Maschine, die vor 2030 klassische Computer in Bereichen wie Materialsimulation und KI-Modellierung übertreffen könnte. Gleichzeitig hat das Quantenforschungsteam von Google unter Julian Kelly eine große technische Hürde gemeistert und will ebenfalls bis Ende des Jahrzehnts Ergebnisse liefern.

Herausforderungen und Ausblicke

Doch der Weg ist steinig. Oskar Painter von Amazon hat klargemacht, dass die industrielle Phase noch 15 bis 30 Jahre in Anspruch nehmen könnte. Ein entscheidender Sprung von weniger als 200 Qubits auf mehr als eine Million ist nötig, um signifikante Leistung zu erzielen. Aktuell wird die Skalierung durch die Instabilität der Qubits behindert, die ihre nützliche Zustandsdauer auf nur Bruchteile einer Sekunde beschränkt.

Besonders spannend wird es, wenn man sich IBMs Condor-Chip ansieht, der mit 433 Qubits experimentiert. Hier gab es Interferenzen zwischen den Komponenten, was IBM dazu veranlasst hat, einen anderen Koppeler zu verwenden, um diese Probleme zu minimieren. Konventionelle Systeme, die individuell abgestimmte Qubits zur Leistungsverbesserung nutzten, scheinen in großem Maßstab nicht praktikabel. Daher sind Unternehmen nun gefordert, zuverlässigere Komponenten und kostengünstigere Herstellungsverfahren zu entwickeln.

Die Herausforderungen hören hier nicht auf! Komplexe technische Hürden wie die Vereinfachung der Verkabelung oder die Verbindung mehrerer Chips zu Modulen stehen noch an. Die Forschung der Fraunhofer-Institute zeigt, dass Quantencomputer nicht nur schneller Lösungen für komplexe Probleme finden können, sondern auch in Bereichen wie der Materialwissenschaft, Medikamentenentwicklung und Rechnungswesen enorme Potenziale bieten. Auch die Verbindung von Quantencomputing mit Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz verspricht interessante Fortschritte, wie das Fraunhofer-Institut berichtet.

Die Rolle der Fehlerkorrektur

Eines der größten Themen bleibt die Fehlerkorrektur. Google ist das einzige Unternehmen, das gezeigt hat, dass Fehlerkorrektur mit wachsendem System verbessert werden kann. IBM verfolgt einen alternativen Ansatz, der 90% weniger Qubits benötigt; jedoch erfordert diese Methode langstreckige Verbindungen zwischen Qubits, die in der Praxis schwer zu realisieren sind. Analysten wie Mark Horvath von Gartner betonen, dass IBMs theoretisches Design noch in der Produktionsphase bewiesen werden muss.

Spannend wird es auch beim Blick auf alternative Technologien. Supraleitende Qubits zeigen Fortschritte, sind aber schwer zu kontrollieren. Inzwischen experimentieren Amazon und Microsoft mit neuen Qubit-Designs, während die etablierten Unternehmen ihre älteren Technologien weiter verfeinern.

Um das ganze Bild zu vervollständigen, sind auch staatliche Förderentscheidungen nicht zu vernachlässigen: Sebastian Weidt, CEO von Universal Quantum, sieht hierin ein potenzielles Risiko, dass die Wettbewerbslandschaft auf wenige Akteure verengt wird. Darpa hat bereits eine Überprüfung gestartet, um den schnellsten Weg zu einem praktikablen System zu finden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Quantencomputing-Branche zwar mit Herausforderungen zu kämpfen hat, aber dennoch hofft, mit innovativen Ansätzen und bahnbrechenden Technologien den Sprung in die Industrie zu schaffen. Bleibt nur abzuwarten, was die nächsten Jahre bringen werden!

Ein detaillierter Einblick in diese aufregende Welt bietet auch Nature, wo Fachleute verschiedenen Disziplinen umfassend zu Wort kommen.