Quantencomputer: Der erste 72-Qubit-Chip kommt von Google

Volker Rißka 58 Kommentare
Quantencomputer: Der erste 72-Qubit-Chip kommt von Google
Bild: Google

Mit einem 72-Qubit-Chip hat Google die Messlatte in der Forschung im Bereich Quantencomputer auf ein neues Level gehoben. Der komplexe Chip soll sich laut Forschern trotzdem so verhalten wie bisherige 9-Qubit-Chips, die relativ leicht zu beherrschen sind und deshalb von vielen Forschungsgruppen genutzt werden.

Viele Qubits machen schnell Probleme

Die Skalierung der Quantencomputer-Chips ist derzeit eine der größten Herausforderungen. Viele Forschungsgruppen sind deshalb in Regionen mit 5, 7, 9 oder auch bis 17 Qubits unterwegs, weil die Störgeräusche untereinander geringer ausfallen. Qubits reagieren extrem sensibel auf jegliche Art von Beeinflussung, ein Zustands-/Datenverlust ist die Folge. Diesem wird unter anderem mit sehr geringen Temperaturen begegnet, weshalb die meisten Quantencomputer nahe dem absoluten Nullpunkt bei unter 20 mK (nahe -273 Grad Celsius) arbeiten müssen. Dafür werden extreme Anforderungen an das Material gestellt, die meisten Systeme setzen derzeit auf ein Mischungskryostat und sehen entsprechend futuristisch aus. Damit verhindern wiederum auch die Größe und die Kosten der Systeme die Skalierung.

Auf 50 Qubits von IBM folgen 72 Qubits von Google

Mit dem 72-Qubit-Chip überflügelt Google den 50-Qubit-Quantencomputer von IBM sowie Intels 49-Qubit-Testchip. Der Aufbau des auf Bristlecone getauften Modells erinnert dabei an ein Mesh-Netzwerk, der Chip selbst sieht aber wie eine klassische CPU aus – das ist ebenfalls ein deutlicher Unterschied zu den bisherigen Lösungen.

Im vergangenen Jahr war es eigentlich still geworden um Googles Quantencomputer-Projekte, wenngleich die Forscher betonten, dass die Simulationen und Forschungen stetig weiter gingen. Das Ziel ist es nun, dieselbe geringere Fehleranfälligkeit der 9-Qubit-Chips auf das 72-Qubit-Modell zu überführen, der im Kern einer um den Faktor 8 skalierten Variante entspricht.

Googles 72-Qubit-Chip (li), jedes X markiert ein Qubit (re)
Googles 72-Qubit-Chip (li), jedes X markiert ein Qubit (re) (Bild: Google)

Serieneinsatz erst ab 1 Mio. Qubits

Doch auch Google betont, dass man von der Markterprobung und dem Serieneinsatz noch Jahre entfernt ist. Intel hatte vor einiger Zeit klargestellt, dass es noch fünf bis sieben Jahre dauern wird, ehe mindestens 1 Million Qubits an Rechenleistung zur Verfügung stehen – erst dann sollen Quantencomputer langsam kommerzielle Relevanz erlangen. Diesen Analysen schließt sich auch Google mit einem entsprechenden Ausblick an. Das nächste Ziel sei es nun, in den Laboren einen Quantencomputer zu bauen, der einen Supercomputer nicht nur in einer Simulation sondern in einer fest definierten Aufgabe schlagen kann. Dies wäre der erste große Schritt zur Kommerzialisierung.

Bis zum Serieneinsatz noch ein weiter Weg
Bis zum Serieneinsatz noch ein weiter Weg (Bild: Google)