Forscher der britischen Universität Sussexund von Universal Quantumhaben zum ersten Mal nachgewiesen, dass Quantenbits (Qubits) direkt zwischen den Chips von Quantencomputern übertragen werden können - und zwar mit rekordverdächtiger Geschwindigkeit und Genauigkeit. Damit könnte eine der großenHerausforderung beim Bau von Quantencomputern gelöst sein: die Skalierbarkeit. Mit dem als UQ Connect bezeichneten Verfahren könnten mehrere QPUs untereinander verbunden werden, als ähnlich wie wir es von Mehrprozessor-Rechnern etwa aus dem PC-Serverbereich kennen.

Skalierbare Quantenrechner

Während heutige Quantencomputer mit mehreren hundert Qubits rechnen und IBM noch in diesem Jahr mit der Quanten-CPU Condor die magische Grenze von 1.000 Qubits knacken will, gehen Forscher davon aus, dass Millionen von Qubits erforderlich sind, um Probleme zu berechnen, an denen heutige Supercomputer aufgrund ihrer begrenzten Leistungsfähigkeit scheitern. Diese Rechner könnten dann bei der Entwicklung neuer Medikamente, in der Materialforschungoder bei der Lösung komplexer Probleme etwa im Banken- und Versicherungsbereich helfen, nur um einige Beispiel zu nennen.

Neuer Weltrekord

Wie die Forscher in ihrem Artikel "A high-fidelity quantum matter-link between ion-trap microchip modules" in Nature Communications schreiben, konnten sie die Qubits mit einer Erfolgsquote von 99,999993 Prozent und einer Verbindungsrate von 2424/s zu transportieren. Beide Werte sind neue Weltrekorde und um Größenordnungen besser als bisherige Lösungen. Bei der Verbindung der Chipsin Weltrekordgeschwindigkeit konnten die Wissenschaftler auch nachweisen, dass die Quantennatur des Qubits während des Transports unberührt bleibt - also ein Qubit gleichzeitig 0 und 1 sein kann.

DLR ordert zwei Quantencomputer

Bei dem am Versuch beteiligten Unternehmen Universal Quantum handelt es sich um eine Ausgründung der Universität Sussex. Das Start-up hat vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) einen Auftrag im Wert von 67 Millionen Euro für den Bau von zwei Quantencomputern erhalten, in denen diese Technologie zum Einsatz kommen soll.

Bessere Düsentriebwerke dank QPUs

Ebenfalls interessiert an der Technik ist Triebwerksbauer Rolls Royce. Das Unternehmen arbeitet mit den Forschern aus Sussex zusammen, um Rechner zu entwickeln, mit denen es noch bessere Düsentriebwerke entwerfen kann. Heute setzt Rolls Royce leistungsstarke Supercomputer ein, um die Luftströmung in Simulationen zu modellieren und neue Flugzeugtriebwerke zu testen. Laut Professor Leigh Lapworth, der die Entwicklung von Quantencomputern für Rolls-Royce leitet, könnte ein Quantencomputer die Luftströmung aber im Prinzip noch genauer und sehr schnell verfolgen: "Quantencomputer wären in der Lage, Berechnungen durchzuführen, die wir derzeit nicht durchführen können, und andere, die viele Monate oder Jahre dauern würden. Die Möglichkeit, diese in wenigen Tagen durchzuführen, würde unsere Konstruktionssysteme verändern und zu besseren Triebwerken führen."