Die Entwicklung bei Quantencomputern ist schnell. (Bild: Shutterstock / Panchenko Vladimir)
Das US-amerikanische Quantencomputerunternehmen Quera mit Sitz in Boston im US-Bundesstaat Massachusetts hat die Fehlerrate bei Qubits drastisch reduziert und bringt nun bis Ende 2024 die erste kommerziell erhältliche Maschine mit 256 physikalischen und zehn logischen Qubits an den Start. Das schreibt Quera in einer Erklärung.
Logische Qubits erlauben redundante Datenspeicherung
Logische Qubits – physikalische Quantenbits oder Qubits, die durch Quantenverschränkung miteinander verbunden sind – reduzieren Fehler in Quantencomputern, indem sie dieselben Daten an verschiedenen Stellen speichern.
Die Ankündigung folgt auf eine Studie, die am 6. Dezember 2023 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Im Rahmen dieser Studie hatten Forscher:innen der Universität Harvard, des Herstellers Quera und mehreren anderen Institutionen einen funktionierenden Quantencomputer mit 48 logischen Qubits vorgeführt. Es handelte sich um die größte Anzahl logischer Qubits, die bis zu diesem Zeitpunkt getestet wurde.
Bisher nicht mehr als eine Plattform für Entwickler
Obwohl dieser Computer nicht genug Leistung bietet, um für sich allein nützlich zu sein, stellt er eine Plattform, auf der Softwareentwickler:innen mit dem Testen von Code für zukünftige Quantencomputer beginnen können, so Quera- und Harvard-Physiker Harry Zhou.
Quantencomputer haben grundsätzlich das Potenzial, die besten Supercomputer zu übertreffen. Dazu müssten sie indes Millionen von physikalischen Qubits enthalten. Allerdings weist der größte bisher gebaute Quantencomputer nur etwa 1.000 Qubits auf.
Fehlerkorrektur kann Skalierung erleichtern
Das Problem bei der Skalierung ist die hohe Fehlerrate der Qubits. Eine funktionierende Fehlerkorrektur könnte der Fehleranfälligkeit von Qubits entgegenwirken. Eben das sollen logische Qubits erreichen.
Logische Qubits führen dieselben Berechnungen über mehrere physikalische Qubits hinweg durch. Wenn nun ein oder mehrere physikalische Qubits ausfallen, können die Berechnungen dennoch fortgesetzt werden, weil die Daten an mehreren Stellen verfügbar sind. Insofern scheint es logisch, künftige Maschinen anstatt mit mehr physikalischen, mit mehr logischen Qubits auszustatten.
Quantencomputer mit immer mehr logischen Qubits sollen folgen
Quera plant daher mehrere Quantencomputer mit einer steigenden Zahl logischer Qubits. Im Jahr 2025 soll eine Maschine mit 30 logischen Qubits und 3.000 physikalischen Qubits auf den Markt kommen. Im Jahr 2026 soll dann eine Maschine mit mehr als 10.000 physischen Qubits und 100 logischen Qubits auf den Markt kommen.
Darin sieht Zhou großes Potenzial. „Mit 100 logischen Qubits kann die Maschine korrekte Berechnungen durchführen, die die Fähigkeiten heutiger Supercomputer übersteigen“, so Zhou.
