QuEra sagt, ein fehlertoleranter Quantencomputer könnte 2028 kommen

Ein kühner Zeitplan für fehlertolerantes Quantenrechnen

Das Quantencomputing-Unternehmen QuEra sagt, es plane, bis 2028 einen fehlertoleranten Quantencomputer zu liefern und ihn über die Cloud in Zusammenarbeit mit Amazon Web Services verfügbar zu machen. Falls das gelingt, wäre dies einer der wichtigsten Übergänge in diesem Feld: von experimenteller Quantenhardware, die für viele nützliche Aufgaben noch zu fehleranfällig ist, hin zu einem System, das seine eigenen Fehler in relevantem Maßstab erkennen und korrigieren kann.

Die geplante Maschine des Unternehmens, Libra genannt, soll aus extrem kalten neutralen Atomen bestehen, die mit Lasern gesteuert werden. Dem bereitgestellten Ausgangstext zufolge soll Libra zwischen 10.000 und 15.000 Qubits enthalten, aufgeteilt in 256 logische Qubits. QuEra geht davon aus, dass jedes logische Qubit nur einmal in einer Million Operationen einen Fehler machen würde, genug für einen „megaquop“, also eine Million Operationen.

Warum Fehlerkorrektur die eigentliche Hürde ist

Das hartnäckigste technische Problem des Quantencomputings ist nicht der Mangel an Qubits. Es ist die Fragilität dieser Qubits. Die heutigen Systeme sind so fehleranfällig, dass selbst dann, wenn sie beeindruckende Fähigkeiten demonstrieren, die Zahl der verlässlichen Schritte, die sie ausführen können, begrenzt bleibt. Das schränkt ihren Nutzen in der Chemie, Materialwissenschaft und Wirkstoffforschung stark ein, also gerade in den Bereichen, die am häufigsten als künftige Nutznießer eines Quantenvorteils genannt werden.

Eine fehlertolerante Maschine würde das ändern, indem sie Fehler fortlaufend erkennt und korrigiert, bevor sie eine Berechnung überwältigen. Deshalb ist QuEras Behauptung bedeutsam. Das Unternehmen verspricht nicht nur eine größere Maschine. Es verspricht eine qualitativ andere Art von Maschine, eine, die die Branche näher an verlässliche Anwendungen im Produktionsmaßstab bringen könnte.

Die Lücke zwischen heute und 2028

Die Herausforderung ist groß. Der Ausgangstext merkt an, dass das größte derzeitige Neutralatom-Array 6.100 Qubits enthält, diese aber noch nicht für Berechnungen verwendet wurden. Gleichzeitig liegt die bisher erreichte Zahl fehlerkorrigierter logischer Qubits bei 48. QuEras Fahrplan würde daher Fortschritte an mehreren Fronten zugleich erfordern: mehr physische Qubits, stärkere Fehlerkorrektur, Systemintegration und cloudtaugliche Betriebssicherheit.

Deshalb bewerten externe Experten im Artikel das Ziel als in der Richtung plausibel, in der Umsetzung aber anspruchsvoll. Jonathan King von Atom Computing sagte, ein voll funktionsfähiges Computersystem, im Unterschied zu einer Labor-Demonstration, werde viele wissenschaftliche und technische Fortschritte benötigen, die zusammenkommen. Anders gesagt: Die Frage ist nicht, ob das zugrunde liegende Konzept Sinn ergibt. Die Frage ist, ob alle unterstützenden Ebenen schnell genug reifen können.

Ein Branchenrennen mit engen Fristen

QuEras Ziel für 2028 ist auch aggressiver als das mancher Rivalen. Der Ausgangstext merkt an, dass IBM erwartet, ab 2029 fehlertolerante Quantencomputer anzubieten. Das bedeutet, dass QuEra nicht nur versucht, das technische Problem zu lösen, sondern dies auch auf einem verdichteten Zeitplan in einem der kapital- und wissensintensivsten Bereiche der modernen Informatik.

Die Wahl neutraler Atome ist hier zentral. Neutralatom-Systeme bieten einen vielversprechenden Weg, weil Laser viele Atome gleichzeitig manipulieren können und damit potenziell großskalige Arrays unterstützen. Doch das Potenzial auf Ebene der Hardwarearchitektur beseitigt nicht die ingenieurtechnische Komplexität, solche Arrays in stabile, wiederholbare und kommerziell nutzbare Maschinen zu verwandeln.

Was Erfolg bedeuten würde

Wenn Libra planmäßig ankommt und wie angekündigt funktioniert, wäre das ein Meilenstein für den gesamten Sektor. Ein über die Cloud zugängliches, fehlertolerantes System würde Forschern und Unternehmen eine Plattform geben, um zu testen, ob lang erwartete Quantenanwendungen endlich von der Theorie in die Praxis übergehen können. Es würde auch konkurrierende Architekturen und Anbieter unter Druck setzen, zu beweisen, dass ihre eigenen Roadmaps vergleichbare Zuverlässigkeit liefern können.

Im Moment sollte QuEras Ankündigung jedoch eher als ehrgeiziges ingenieurtechnisches Versprechen denn als gesicherte Tatsache gelesen werden. Das Feld hat eine lange Geschichte von Optimismus, der auf die Realität der Hardware trifft. Dennoch hat sich das Rennen eindeutig weiterentwickelt. Unternehmen sprechen nicht mehr nur darüber, ob Fehlertoleranz wichtig ist. Sie setzen Daten dafür an, wann sie glauben, sie liefern zu können. Allein das signalisiert eine neue Phase für das Quantencomputing, selbst wenn sich 2028 als schwieriger erweist als geplant.

Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von New Scientist. Den Originalartikel lesen.