Quantencomputer: Intel liefert 17-Qubit-Testchip an Forscher von QuTech

Volker Rißka 36 Kommentare
Quantencomputer: Intel liefert 17-Qubit-Testchip an Forscher von QuTech
Bild: Intel

Neben IBM und Google forscht auch Intel im Bereich der Quantencomputer und vermeldet die Auslieferung eines 17-Qubit-Testchips an niederländische Forscher von QuTech, bei dem es jedoch weniger um die effektive Leistung, sondern vielmehr um das Package, die Anschlüsse und seine zukünftige Integration in Systeme geht.

Die Materialkunde für Dauereinsatz der Chips für die Quantencomputer steht noch am Anfang. Die Forscher an der TU Delft, mit denen Intel 2015 eine Kooperation über zehn Jahre geschlossen hatte, sollen helfen, dass der Chipriese dort ebenfalls einen Fuß in die Tür kriegt.

735-mm² Package im BGA/LGA-Gewand

In der neuesten Variante des Testchips kommen die letzten Erfahrungen von Intel in dem Bereich zum Einsatz, die in den eigenen Forschungslaboren in Oregon und Arizona gemacht wurden. Dabei wurde der Fokus auf die Architektur und das Chip-Design, aber auch die Fertigung gelegt – mit diesen Themen kennt sich Intel aus. So wurde primär an der Zuverlässigkeit bei Temperaturen von unter 20 mK, also nahe dem absoluten Nullpunkt, gearbeitet, gleichzeitig an einem skalierbarem Interconnect sowie der Unterdrückung von möglichen Störgeräuschen (Rauschen) zwischen den Qubits. Heraus kommt ein Chip, der ungefähr die Größe einer Vierteldollarmünze (rund 460 mm²) hat, im Package mit Anschlüssen ist er so groß wie eine Halbdollar-Münze (rund 735 mm²). Die Besonderheit fällt den goldenen Kontakten auf der Unterseite zu: Statt bisher einfach „verdrahtet“ zu werden, kommen diese nun einer klassischen CPU mit LGA/BGA-Lösung sehr nahe.

Erst Grundlagenforschung, dann Leistung

Mit 17 Qubit ist die Leistung bereits hoch, aber zweitrangig betont Intel. Viele Testchips der aktuellen Generationen arbeiten in diesem Bereich, da es problematisch und damit sehr aufwendig war, Ionen-basierte Geräte mit mehr als 10 Qubits zu bauen, da ab dieser Grenze die Qubits anfingen sich wie normale Bits mit genau zwei Zuständen zu verhalten – also so wie traditionelle Rechenwerke es ohnehin schon tun.

IBM hatte das im letzten Jahr enthüllte Quantum Experience mit 5 Qubit gestartet und es mittlerweile auf 16 Qubit ausgebaut, intern arbeiten dort aber zwei Achtergruppen. Ein 17-Qubit-System ist in der Erforschung für den ersten kommerziellen Einsatz, Details dazu sind aber nur wenige bekannt. Die Forscher lassen sich angesichts der Mitbewerber nur ungern in die Karten sehen, das Ziel ist jedoch, Systeme mit 50 Qubit oder mehr bereits in naher Zukunft zu bauen.

Einen ähnlichen Weg geht auch Google respektive der Mutterkonzern Alphabet, der noch in diesem Jahr ein 49-Qubit-System enthüllen will. Einen Zwischenstopp soll das Unternehmen in diesem Jahr bereits bei 20 Qubit gemacht haben, Details auch zu diesem System sind aber so gut wie keine an die Öffentlichkeit gelangt.

Unzählige Anwendungsgebiete

Die Anwendungsgebiete von Quantencomputern sind zahlreich, da von der erhöhten Rechenleistung nahezu alle Bereiche profitieren könnten. Traditionell gehen die ersten Schritte aber dorthin, wo das Geld sitzt: Regierungsaufträge stehen in der ersten Reihe, unter anderem interessieren sich die NASA und Lockheed Martin als großer Rüstungshersteller dafür. Erst später dann dürfte die Forschung im Bereich Chemie oder die Materialwissenschaft, die Kryptographie und andere IT-Bereiche aber auch das maschinelle Lernen und künstliche Intelligenz davon profitieren.