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Informatik:Rechnen mit Qbits

Quantencomputer 'Q System One'

Techniker bauen den Rahmen eines Quantencomputers vom Typ "IBM Q System One" auf.

(Foto: dpa)

Fraunhofer Gesellschaft und IBM forschen gemeinsam am Quantenrechner "Q System One". Es geht um die nächste Computer-Generation. Wissenschaftler erhoffen sich davon Durchbrüche etwa bei der Erforschung neuer Medikamente.

IBM und die Fraunhofer Gesellschaft wollen die Forschung zu Quantencomputern mit einer neuen Partnerschaft vorantreiben. Dafür bringt der amerikanische Technologie-Konzern erstmals seinen Quantencomputer "Q System One" nach Deutschland. Ziel sei es, hierzulande eine Forschungsgemeinschaft rund um Fähigkeiten, Erkenntnisse und Ausbildung im Umgang mit der Technologie aufzubauen, teilten die Partner mit. Ein Standort des Systems steht noch nicht endgültig fest, soll aber bis 2020 gefunden sein.

Quantencomputer können aufgrund einer grundsätzlich anderen Funktionsweise theoretisch um ein Vielfaches schneller und leistungsfähiger sein als herkömmliche Computer. Noch sind sie aber eher Forschungsobjekte, kommerzielle Anwendungen gibt es bislang nicht. Wissenschaftler erhoffen sich von Quantencomputern Durchbrüche in vielen rechenintensiven Disziplinen, etwa bei der Erforschung neuer Medikamente, bei der Entwicklung künstlicher Intelligenz oder auch für die Optimierung von Lieferketten in der Logistik.

Während bei herkömmlichen Computern die kleinsten Bestandteile (Bits) jeweils den Zustand Null oder Eins annehmen, können sogenannte Qbits gemäß der Quantenmechanik mehrere Zustände gleichzeitig darstellen - ein Paradox, das auch heute noch für Physiker eine große Herausforderung darstellt. Die Zustände der Qbits sind zudem sehr flüchtig und ändern sich schon allein bei der Betrachtung. Das "Q-System One" soll dagegen in der Lage sein, die Quantenzustände länger stabil zu halten und somit auch die kommerzielle Nutzung ermöglichen.

650 Millionen Euro sollen in die Erforschung der Quantentechnik fließen

"Diese Partnerschaft ist eine wegweisende Initiative für angewandtes Quantencomputing und ein entscheidender Fortschritt für deutsche Forschungseinrichtungen sowie Unternehmen aller Größenordnung in unserem Land", sagte Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer Gesellschaft. Über die nächsten zwei Jahre will die Bundesregierung 650 Millionen Euro in die Erforschung von Quantencomputern investieren. Damit sollen grundlegende Forschungsergebnisse in marktreife Anwendungen umgesetzt werden. Ziel sei es, dass deutsche Institute und Unternehmen die sogenannte zweite Quantenrevolution mitgestalten und international eine führende Rolle übernehmen, heißt es beim Bundesministerium für Bildung und Forschung. Für diese Zielsetzungen habe man mit dem IBM-Q-Netzwerk eine "wichtige Drehscheibe für das Quantencomputing in Europa" hinzugewonnen.

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek lobte die Kooperation als bedeutenden Beitrag zur Umsetzung des Regierungsprogramms. "Es ist wichtig, dass wir schon heute verschiedene Anwendungsfelder des Quantencomputings erschließen, gerade auch für mittelständische Unternehmen, die für Deutschland wirtschaftlich eine hohe Bedeutung haben."

An Quantencomputern wird seit Jahrzehnten geforscht, lange handelte es sich nur um ein theoretisches Konzept. IBM hatte seinen "Q System One" Anfang des Jahres auf der Elektronikmesse CES in Las Vegas als ersten auch kommerziell nutzbaren Quantencomputer vorgestellt. Am Forschungszentrum Jülich arbeiten aktuell Forscher unter anderem aus Spanien, Schweden, Finnland und Deutschland gemeinsam mit dem Internet-Konzern Google an dem "Open Super Q", der 2021 fertiggestellt sein soll. Auch IBMs System ist als europäische Forschungsinitiative angelegt und soll eine Drehscheibe für Forschung und Entwicklung werden.