The Conversation: Das weltweite Rennen um einen praktischen Quantencomputer hat einen großen Sprung nach vorne gemacht

Gastbeitrag von Animesh Datta, Professor für Quanteninformationswissenschaft an der University of Warwick, für The Conversation

Im globalen Rennen um den Bau größerer und besserer Quantencomputer haben Forscher einen Schritt nach vorne gemacht. Eine neue Maschine namens Helios ist ein radikal anderes System im Vergleich zu anderen Quantencomputern.

Quantencomputer nutzen die Kraft der Quantenmechanik, also die Gesetze, die bestimmen, wie die Physik auf atomarer und subatomarer Ebene funktioniert. Unter den verschiedenen Designs für solche Maschinen ist Helios ein Ionenfallen-Quantencomputer, was bedeutet, dass er geladene Atome verwendet, die mittels elektromagnetischer Felder im freien Raum schweben.

Er arbeitet mit 98 Qubits – den Informationseinheiten, die ein Quantencomputer zur Datenverarbeitung nutzt. Diese Anzahl an Qubits macht ihn zum bisher größten gebauten Ionenfallen-Quantencomputer. Quantinuum, das Unternehmen hinter dem Gerät mit Sitz in Cambridge, Großbritannien, und Broomfield, Colorado, demonstrierte bereits 2023 Maschinen mit 32 Qubits und 2025 mit 56 Qubits.

Helios und seine Vorgänger nutzen eine Architektur (oder Betriebsstruktur) mit getrennten Bereichen für die Speicherung und Verarbeitung von Quanteninformationen. Die Architektur wird als QCCD (quantum charge-coupled device) bezeichnet und wurde 2002 erfunden. Dies ähnelt der Architektur klassischer Computer, die über einen Speicher zur Aufbewahrung (Festplatten, Solid-State-Drives) und einen separaten Prozessor (CPU, GPU) verfügen.