Erster Quantencomputer für den Industrieeinsatz in Europa

IBM und die Fraunhofer-Gesellschaft betreiben jetzt in Baden-Württemberg den größten Quantencomputer in Europa. Nun sucht die Industrie passende Einsatzfälle.

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Blick ins Innere des IBM-Quantencomputers

(Bild: IBM)

Von
  • Arne Grävemeyer

In Ehningen haben Politik und Forschung gemeinsam das erste Quantencomputer-Modell Q System One in Europa präsentiert. Der Quantencomputer, den IBM als Prototyp für den Industrieeinsatz bewirbt, rechnet mit 27 Qubits und erreicht laut Hersteller ein Quantenvolumen von 32. Dieser Wert gibt einen allgemeinen Wert für die Leistungsfähigkeit eines Quantencomputers an und bezieht neben der Anzahl der eingesetzten Quantenzustandssysteme (Qubits) weitere technische Parameter ein, etwa deren Fehlergenauigkeit und die Anzahl der damit möglichen Programmschritte.

"Es existieren leistungsfähigere, aber instabilere Quantencomputer in der Forschung. Der Q System One ist stabil ausgelegt für industrielle Anwendungen. Dieses System ist heute der leistungsfähigste Quantencomputer in Europa", betonte Martin Jetter als Vorsitzender der Geschäftsführung von IBM Deutschland.

Das Rechnersystem betreibt die Fraunhofer Gesellschaft gemeinsam mit IBM. Das Kommando, den Vorhang zu lüften, gab Kanzlerin Merkel per Live-Schaltung aus Berlin. Fraunhofer-Präsident Professor Reimund Neugebauer berichtete, dass erste Kooperationsverträge mit Industrie- und Forschungspartnern bereits unterzeichnet sind. Die ersten Hürden bestehen allerdings darin, die Softwareentwicklung für Quantencomputer kennenzulernen und sinnvolle Anwendungen für den Quantencomputer zu erkennen. Hintergründe zum Bau des Rechners und einen Überblick über geplante Projekte geben Mark Mattingley-Scott (IBM) und Ingolf Wittmann (Fraunhofer) in einem Artikel im neuen iX Special Quantencomputing.

Diese könnten in der Entwicklung neuer chemischer Verbindungen und Prozesse stecken, oder in der Quantensensorik, erklärte Peter Leibinger, Manager der Trumpf-Gruppe. Ganz neue Chancen in der Materialforschung und bei der Entdeckung neuer Katalysatormaterialien bescheinigte dem Quantencomputer Dr. Volkmar Denner als Vorsitzender der Bosch GmbH. Neue Molekülstrukturen und chemische Verbindungen lassen sich mit dieser Technik in Minuten berechnen, lobte Dr. Martin Brudermüller als BASF-Vorstandsvorsitzender. Man werde die Logistik im Verkehr optimieren können und auch in den Produktionsstraßen im Werk, erklärte Oliver Zipse, Vorstandsvorsitzender bei BMW. Und Dr. Reinhard Ploss als Infineon-Chef erhofft sich vom Quantencomputer-Einsatz dereinst die Entdeckung alternativer Kraftstoffe, Medikamente der Zukunft und ein tiefes Verständnis des Klimas.

Techniker bei den letzten Handgriffen am Q System One

(Bild: IBM)

Das Modell Q System One hat IBM erstmals Anfang 2019 vorgestellt. In den USA sind von diesem Quantencomputer laut Martin Jetter bereits mehrere Dutzend im Einsatz und zum Teil auch per Cloud-Zugang nutzbar. Für 2023 kündigt IBM bereits einen stabilen und wirtschaftlich nutzbaren Quantencomputer mit 1000 Qubits an. Bis dahin gelte es Erfahrungen zu sammeln, kreative Köpfe für den Quantencomputer zu begeistern und passende Anwendungen zu identifizieren, betont Dr. Heike Riel, Leiterin des IBM-Forschungslabors im schweizerischen Rüschlikon. Quantenalgorithmen zu konzipieren sei derzeit noch ein Forschungsfeld.

iX Special Quantencomputer

Das neue iX Special beschreibt auf über 160 Seiten den aktuellen Stand der Technik bei Quantencomputern. Sie erfahren, wie man ein Qubit baut, in welchen Sprachen und mit welchen Frameworks man Quantencomputer programmiert, wie man über die Cloud Zugriff auf Quantenhardware erhält, warum wir jetzt schon eine Post-Quanten-Kryptografie brauchen, wo QC heute schon eingesetzt wird und was es genau mit der Quantenüberlegenheit auf sich hat.

"Noch sind Kapazitäten frei", warb Professor Dr. Oliver Ambacher, Leiter des Fraunhofer IAF (Institut für angewandte Festkörperphysik), unter dessen Ägide der erste Quantencomputer in Deutschland läuft. Das Kompetenzzentrum Quantencomputing der Fraunhofer biete auch Schulungsprogramme für die Programmierung.

(agr)