Quantencomputer-Wettlauf: Amazon und QuEra versprechen revolutionäres System bis 2028

Der Bereich der Quantencomputing-Technologie durchläuft in seiner Entwicklungsphase eine Zeit voller Widersprüche. Einerseits beschleunigen Tech-Giganten ihre Pläne zur Einführung praktischer Systeme, andererseits leisten klassische Algorithmen immer noch erheblichen Widerstand gegen die Quantenüberlegenheit. Amazon hat in Zusammenarbeit mit QuEra Computing die Schaffung eines "Mega-Quanten"-Systems namens Libra bis 2028 angekündigt. Dies berichtet Ixbt.com Nachrichten berichtet.

Es wird erwartet, dass dieses neue System in der Lage sein wird, fast eine Million Quantenoperationen auszuführen und mit Hunderten von logischen Qubits zu arbeiten. Logische Qubits sind die Grundlage für fehlertolerantes Computing, das für die Lösung von Problemen in komplexen Bereichen wie Quantenchemie, Hochenergiephysik und Materialwissenschaften erforderlich ist. Laut ixbt.com gewährleisten solche Systeme Stabilität durch mehrfache Datenreplikation und kontinuierliche Fehlerprüfung.

Neutrale Atome und Ionenfallen: Zwei verschiedene Ansätze

QuEra verwendet in seinem Libra-System eine Architektur aus neutralen Atomen. Dabei werden einzelne Atome mithilfe von Lasern in einem speziellen Gitter gehalten und über Lichtfelder gesteuert. Im Labor wurden bereits Arrays aus fast 3.000 Atomen demonstriert. Die Technologie steht jedoch vor fundamentalen Problemen wie der Erwärmung von Atomen und deren Verlust während der Manipulation, was den Fehlerkorrekturprozess erschwert.

Parallel dazu entwickelt Quantinuum das Helios-System, das auf Ionenfallen basiert. Hier bewegen sich Ionen entlang einer ringförmigen Struktur und werden in speziellen "Arbeitszonen" verarbeitet. Der Hauptvorteil dieser Architektur ist die extrem niedrige Fehlerrate. Im Helios-System liegt die Fehlerrate für Ein-Qubit-Operationen bei 0,00003, was eine Modellierung dieser Prozesse durch klassische Computer nahezu unmöglich macht.

Helios implementiert zudem ein Softwaremodell für "virtuelle Qubits". In diesem Modell definiert der Benutzer die Aufgabe abstrakt, und das System verteilt die Berechnungen selbst auf die physischen Qubits und korrigiert Fehler in Echtzeit. Dieser Ansatz bringt das Quantencomputing näher an das uns bekannte Cloud-Computing-Modell und vereinfacht die Nutzung.

Rücksichtsloser Wettbewerb mit klassischen Algorithmen

Neben den technischen Erfolgen wird das Konzept der "Quantenüberlegenheit" überdacht. Beispielsweise behauptete die wissenschaftliche Gruppe Q-CTRL, dass die Modellierung eines physischen Systems auf einem IBM Quantenprozessor 3.000 Mal schneller sei als mit der klassischen Methode. Forscher von Multiverse Computing konnten diesen Unterschied jedoch durch die Optimierung des klassischen Algorithmus auf das 36-fache reduzieren, wobei die klassische Methode in einigen Fällen das Quantenergebnis übertraf.

Derzeit befindet sich die Branche in einem Zustand des ständigen Wettbewerbs: Quantenunternehmen streben den Übergang zu stabilen logischen Qubits an, während Entwickler klassischer Algorithmen den Bereich der Aufgaben eingrenzen, bei denen eine Quantenbeschleunigung tatsächlich notwendig ist. IBM hat sogar einen speziellen Tracker zur Überwachung der Quantenüberlegenheit eingeführt, in dem die Ergebnisse regelmäßig aktualisiert werden, sobald neue klassische Algorithmen erscheinen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hauptfrage nicht ist, wann Quantencomputer erscheinen werden, sondern welche Aufgaben für sie wirtschaftlich gerechtfertigt bleiben. Bis 2028 werden die von Amazon und seinen Partnern versprochenen Systeme voraussichtlich die endgültige Antwort auf diese Frage liefern.