Eigener Campus: Google arbeitet an einem kommerziellen Quantencomputer mit 1 Million Qubits

An Quantencomputern wird schon seit mehreren Jahrzehnten geforscht. Phasen mit vielen wichtigen Durchbrüchen wurden dabei immer wieder von Zeiträumen abgelöst, in denen es gar nicht voranzugehen schien. In den letzten drei Jahren hat die Thematik aber noch einmal erheblich an Dynamik gewonnen. Experten berichten, dass in diesem Zeitraum mehr Fortschritte gemacht wurden als in all den Jahren zuvor. Außerdem gehen Forscher davon aus, dass nun ein Zeitenwechsel bevorsteht. Denn erstmals stehen alle für den Bau eines leistungsstarken Quantencomputers benötigten Komponenten auch tatsächlich zur Verfügung. Die Herausforderung besteht nun darin, diese Einzelteile zu einem funktionierenden System zusammenzufügen. Google hat dafür im US-Bundesstaat Kalifornien einen eigenen Forschungscampus errichtet. Neben den klassischen Forschungseinrichtungen entsteht dort unter anderem auch ein Quanten-Datenzentrum sowie eine eigene Chipproduktion. Das Ziel: Bis zum Jahr 2029 soll ein kommerziell nutzbarer Quantencomputer entstehen.

Google will die Zahl der Qubits massiv erhöhen

Der Zeitplan klingt zunächst einmal nicht besonders ambitioniert. Immerhin hat IBM eigenen Angaben zufolge bereits einen kommerziellen Quantencomputer entwickelt. Hierbei handelt es sich aber eher um eine etwas kreative Kommunikation. Denn der IBM-Rechner wird zwar von einigen Unternehmen genutzt. Tatsächlich ist er aber noch bei weitem nicht so leistungsstark wie konventionelle Supercomputer. Die Firmen dürften ihr Engagement daher eher als eine Art Forschung ansehen. Denn eigentlich verspricht die Entwicklung von Quantencomputern das Gegenteil: Weil die Qubits genannten Recheneinheiten nicht nur den Zustand 0 oder 1 annehmen können, sondern beide Zustände in sich vereinen, können mehrere Berechnungen parallel durchgeführt werden. In der Theorie verringert sich dadurch die benötigte Zeit massiv. In der Praxis kommen die bisher zur Verfügung stehenden Quantencomputer aber nur auf eine dreistellige Zahl an Qubits. Diese Zahl ist noch zu gering, um die mit der Technologie verbundenen Hoffnungen zu erfüllen.

Noch sind einige Probleme zu lösen

Google will daher einen massiven Schritt weiter gehen und in dem geplanten kommerziellen Quantencomputer mindestens eine Million Qubits verbauen. Die schiere Masse an Recheneinheiten alleine ist aber noch nicht entscheidend. Vielmehr besteht die Herausforderung für die Forscher darin, dafür zu sorgen, dass die Qubits möglichst lange in dem gewünschten Quantenzustand verbleiben. Bisher sind die Geräte in diesem Punkt sehr anfällig für Störungen. Dies wiederum kann dazu führen, dass Rechenoperationen fehlerhaft durchgeführt werden oder sogar abgebrochen werden müssen. Google arbeitet daher an verschiedenen Ansätzen, um eine automatisierte Fehlerkorrektur sicherzustellen. Die dafür benötigte Forschungsarbeit dürfte das Unternehmen aber noch einige Jahre beschäftigen. Vor diesem Hintergrund klingt das Zieljahr 2029 dann doch schon wieder recht ambitioniert. Zumindest hat das Unternehmen nun aber angekündigt, mit einigen Firmen und Forschungseinrichtungen zusammenzuarbeiten, um frühzeitig Anwendungsszenarien zu entwickeln und zu testen.

Via: Google