Forscher:innen aus Großbritannien ist ein Durchbruch im Quantencomputing gelungen: Sie haben es erstmals geschafft, ein Qubit zwischen zwei nebeneinanderliegenden Mikrochips zu verschieben.

Das neue Verfahren soll künftig dafür genutzt werden, deutlich leistungsfähigere Quantencomputer zu bauen.

Wie lassen sich Millionen von Qubits so zusammenschalten, dass sie zuverlässig miteinander interagieren? Diese Fragestellung beschäftigt Wissenschaft und Wirtschaft derzeit bei der Entwicklung von Quantencomputern.

Zur Einordnung: Bisher wird mit Qubit-Zahlen im dreistelligen Bereich gearbeitet. Für die Lösung besonders komplexer Probleme reicht das aber noch lange nicht aus. Im November 2022 hatte IBM einen Prozessor mit immerhin 433 Qubits vorgestellt, bis 2025 will man schon 4.000 Zweizustands-Quantensysteme einsetzen.

Für die Nutzung in einem Quantencomputer werden Qubits auf einem Mikrochip platziert. Jeder Chip hat allerdings nur eine begrenzte physikalische Kapazität.

Damit die nicht zum limitierenden Faktor im Streben nach immer mehr Qubits wird, hat ein wissenschaftliches Team der Universität Sussex und des Startups Universal Quantum – das an die Uni angegliedert ist – UQ Connect entwickelt.

Das im Fachmagazin Nature Communications vorgestellte Verfahren ermöglicht es, zwei nebeneinanderliegende Mikrochips über einen speziellen Quanten-Materie-Link zu verbinden und Qubits zu übertragen – und das mit einer herausragenden Geschwindigkeit und Genauigkeit.

Pro Sekunde konnten die Forscher:innen 2.424 Ionen-Qubits transportieren, die Erfolgsquote lag bei 99,999993 Prozent.

„Wir wussten, dass ein modularer Ansatz der Schlüssel dazu ist, Quantencomputer so leistungsfähig zu machen, dass sie bahnbrechende Probleme der Industrie lösen können“, erklärt Winfried Hensinger, Professor für Quantentechnologien an der Universität von Sussex.

„Indem wir zeigen, dass wir zwei Quantencomputerchips miteinander verbinden können – ein bisschen wie ein Puzzle – und, was entscheidend ist, dass es so gut funktioniert, eröffnen wir das Potenzial, Hunderte oder sogar Tausende von Quantencomputer-Mikrochips zu verbinden.“

Hensinger hat Universal Quantum mitbegründet und ist dort leitender Wissenschaftler. Das Startup hat jetzt einen Auftrag über 67 Millionen Euro vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt erhalten, um zwei Quantencomputer zu bauen, die mit UQ Connect arbeiten.