IBM vermeldet Durchbruch bei Quantencomputern

Der Hersteller will mit neuartigen Strukturen die bisherige Forschung in den Schatten stellen. Quantencomputer ermöglichen eine völlig neuartige Qualität von Berechnungen für Simulationen und Kryptografie.

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(c) IBM

Die Forschungsabteilung von IBM will einen Durchbruch im Bereich der Quantencomputer erreicht haben. Das Unternehmen will im Lauf des Dienstag Ergebnisse von Experimenten präsentieren, in denen die Lebensdauer von Qubits, der grundlegenden Recheneinheit eines Quantencomputers, verlängert werden konnte. Mark Ketchen, Leiter der Gruppe Informationsphysik des IBM-Forschungszentrums in New York, sieht brauchbare Quantencomputer jetzt in Reichweite. "Ich denke, es wird in 15 Jahren oder nur wenig mehr soweit sein", sagt er im Gespräch mit der New York Times. Bisher hätten Forscher an Universitäten die grundlegenden Probleme gut gelöst, aber jetzt würde es "ein IBM benötigen, um am Ende alles zusammenzusetzen".

Österreich bei Quantencomputern sehr aktiv

Eine Aussage, die insbesondere heimischen Forschern nicht uneingeschränkt gefallen dürfte, gilt doch Österreich als ein Vorzeigeland im Bereich der Quantencomputer-Forschung. Das Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der ÖAW an der Uni Innsbruck hält bisher den Weltrekord bei der Anzahl der verschränkten Qubits. Verschränkung ist ein wichtiger Bestandteil der Quantenmechanik. Sobald mehrere Teile sich verschränken, kann nur noch das Ganze betrachtet werden und nicht mehr die Einzelteile. Durch mehr Qubits steigert sich auch die Rechenleistung eines Quantencomputers.

0 und 1 gleichzeitig

Die klassische Informatik ist klar in Binärcode strukturiert. Ein Bit, das kleinste aller Elemente, kann maximal zwei Zustände haben: 0 oder 1. Mit einem Quantencomputer könnten aber beide Zustände gleichzeitig existieren. Das würde etwa ermöglichen, mehrere Dinge parallel zu Berechnen. Diese Eigenschaft eines Quantencomputers ermöglicht es etwa, die physikalische Welt in bisher ungeahnter Genauigkeit zu simulieren. So könnten damit etwa die Eigenschaften von einer Legierung, Flüssigkeit oder von Plasma korrekt vorhergesagt werden. Mit heutigen Mittel sind nur Näherungswerte möglich. Ein weiteres Einsatzgebiet wäre die Kryptografie und verschlüsselte Kommunikation.

Neue Rekorde

IBM will nun drei neue Rekorde aufgestellt haben. Konkret geht es um die Fehlerkorrektur bei einfachen Berechnungen und die Erhaltung der Integrität der Qubits. Letzteres ist eines der großen Probleme im Bereich der Quantencomputer-Forschung. Sobald man in ein Quantensystem eingreift, wird es zerstört. IBM nutzt Supraleiter für seine Qubits und hat ein "dreidimensionales Qubit" (3D Qubit) entwickelt. Dieses soll verwendet worden sein, um die Dauer, die ein Qubit seine Zustände behält, um das zwei- bis vierfache bisheriger Rekorde zu steigern. Allerdings sind es immer noch nur 100 Mikrosekunden. Bis zu einem kommerziell einsatzfähigen echten Quantencomputer ist es noch ein weiter Weg.

(db)

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