Quantenprozessor von IBM ist leistungsfähiger als Supercomputer

Der Technologiekonzern IBM hat einen neuartigen Quantenprozessor «Eagle» entwickelt, der deutlich leistungsfähiger ist als bisherige Systeme. Er könne sogar nicht mehr von einem traditionellen Supercomputer nachgeahmt werden, teilte IBM in Armonk (US-Bundesstaat New York) mit.

Quantencomputer sollen in einigen Jahren produktiv in verschiedensten Bereichen eingesetzt werden. Beispielsweise in der Pharmaindustrie oder für das Knacken von Verschlüsselungen. Sie gelten als Zukunftstechnologie.

Mit der neuen Technik überschreite man mit 127 Qubits auch erstmals die Schwelle von 100 Qubit. Für eine Simulation durch konventionelle Hochleistungsrechner wären riesige Mengen an Bits notwendig. Nach Darstellung des US-Konzerns wären «mehr klassische Bits notwendig, als es Atome in jedem menschlichen Wesen auf dem Planeten gibt».

Traditionelle Computer arbeiten mit Bits. Ein Bit kann nur zwei Zustände annehmen: «Eins» und «Null» beziehungsweise «An» und «Aus». Quantencomputer arbeiten dagegen mit Qubits («Quanten-Bits»). Ein Qubit kann nicht nur «Eins» und «Null» darstellen, sondern theoretisch unendlich viele Zustände dazwischen und das gleichzeitig.

Jedes dazu kommende Qubit verdoppelt die Anzahl der gleichzeitig darstellbaren Zustände, daher gilt die Zahl als Leistungsmerkmal. Allerdings wird die Leistung eines Quantencomputers von etlichen anderen Faktoren bestimmt.

IBM hat die Anzahl der Qubits in seinen Quantenprozessoren in den vergangenen Jahren kontinuierlich in die Höhe geschraubt. Die erhöhte Anzahl werde es Nutzern ermöglichen, bei Experimenten und Anwendungen Probleme auf einem neuen Komplexitätsniveau zu erforschen, betonte IBM. Dazu gehöre die Optimierung des maschinellen Lernens. Oder die Modellierung neuer Moleküle und Materialien für den Einsatz in Bereichen, die von der Energiewirtschaft bis zur Arzneimittelentwicklung reichten.

«Die Einführung des «Eagle»-Prozessors ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Tag, an dem Quantencomputer klassische Computer übertreffen können». Dies sagte IBM-Forschungschef Darío Gil. «Quantencomputer haben das Potenzial, nahezu jeden Sektor zu verändern und uns dabei zu helfen, die grössten Probleme unserer Zeit anzugehen.»

Experten wie der deutsche Physiker Andreas Dewes betonen aber immer wieder: Die Entwicklung von funktionierenden Quantencomputern könne noch mehr als zehn Jahre in Anspruch nehmen.

Die «Canary»-Quantenchips von IBM aus dem Jahr 2017 verfügten über fünf Qubits. Im Februar 2020 stellte IBM die «Falcon»-Serie mit 28 Qubits vor. Im September 2020 schraubte der Konzern die Marke auf 65 Qubits mit dem «Hummingbird»-Prozessor hoch.

IBM betonte gleichzeitig, der Fortschritt bei der Quantencomputer-Hardware werde nicht allein durch die Qubit-Anzahl bestimmt. Auch durch die Leistungsmerkmale Qualität und Geschwindigkeit.