Prototyp: Quantencomputer fürs Serverrack
Ein Team der Universität Innsbruck entwickelt einen Quantencomputer, der in zwei Serverracks passt – "Kompaktheit nicht auf Kosten von Funktionsfähigkeit“.
(Bild: Uni Innsbruck)
Forschende der Universität Innsbruck haben einen kompakten Quantencomputer entwickelt. Der Prototyp des Ionenfallen-Quantencomputers hat 24 Qubits und passt in zwei 19-Zoll-Standardserverracks. Seine Performance soll mit größeren, teilweise laborfüllenden, Quantenrechnern vergleichbar sein. Der Rechner entstand im Kontext des EU-Projekts AQTION und könnte Quantencomputer in bestehende Rechenzentren bringen – und damit ein Schritt in Richtung Massenkompatibilität der neuen Computerarchitektur sein.
Neuartige Bauweise
Naturgemäß mussten die beteiligten Ingenieure des Instituts für Experimentalphysik der Universität Innsbruck die Bauteile eines klassischen Quantenrechners stark verkleinern: Im Herz des Rechners arbeitet eine deutlich komprimierte Vakuumkammer samt Ionenfalle, die das Spin-Off Unternehmen der Universität Alpine Quantum Technologies entwickelte. Derzeit können die Forscher in dem Kompakt-Quantenrechner bereits 24 Quantenbits individuell kontrollieren, im nächsten Jahr wollen sie diese Zahl auf 50 erhöhen.
Das neue iX Special beschreibt auf über 160 Seiten den aktuellen Stand der Technik bei Quantencomputern. Sie erfahren, wie man ein Qubit baut, in welchen Sprachen und mit welchen Frameworks man Quantencomputer programmiert, wie man über die Cloud Zugriff auf Quantenhardware erhält, warum wir jetzt schon eine Post-Quanten-Kryptografie brauchen, wo QC heute schon eingesetzt wird und was es genau mit der Quantenüberlegenheit auf sich hat.
Das Ziel des Teams sei es gewesen zu zeigen, dass "Kompaktheit nicht auf Kosten von Funktionsfähigkeit" gehen müsse, sagte der Innsbrucker Forscher Christian Marciniak. Dies sei gelungen, der Rechner erfülle auf derzeit kleinstmöglichem Raum die industrieüblichen Normen und Standards. Er arbeite autark und sei schon bald auch online programmierbar. Eine besondere Schwierigkeit sei die Abschirmung des Rechners gegenüber externen Störeinflüssen gewesen, die bei Quantencomputern für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb nötig ist. Dies sei erstaunlicherweise, wie es in der Newsmeldung der Universität heißt, gelungen. Die technische Umsetzung beschreiben die Forschenden ausführlich in einem Journal-Artikel.
Derzeit erblicken mehrere neue Angebote für den Praxiseinsatz von Quantencomputern das Licht der Welt: Vor einer Woche öffnete in Ehningen IBM seinen Quantencomputer Q System One für den industriellen Einsatz. Google machte indes den Ionenfallenrechner von IonQ für den Fernzugriff über die Cloud zugänglich.
(jvo)
