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Manche mögen es "heiß" Quantencomputer: Abschied von Väterchen Frost?

Redakteur: Jürgen Schreier

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Quantencomputer sind wie Huskys: Sie lieben es frostig. Um stabil zu arbeiten, müssen sie mit großem Aufwand heruntergekühlt werden. Jetzt gibt es einen Ansatz, mit dem Quantencomputing auch in "wärmeren" Gefilden funktioniert.
Quantencomputer sind wie Huskys: Sie lieben es frostig. Um stabil zu arbeiten, müssen sie mit großem Aufwand heruntergekühlt werden. Jetzt gibt es einen Ansatz, mit dem Quantencomputing auch in "wärmeren" Gefilden funktioniert.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Quantencomputer dürften konventionellen Computern in mehreren wichtigen Anwendungen - von der Molekularsimulation bis hin zum rasanten Durchforsten riesiger Datenmengen - weit überlegen sein, sofern diese Super-Number-Cruncher auf eine große Anzahl - typischerweise Millionen - von Quantenbits (Qubits) skaliert werden können.

Die meisten Systeme haben aber einen grundlegenden Schönheitsfehler. Sie funktionieren nur dann halbwegs stabil, wenn man sie bis dicht an den absoluten Nullpunkt (minus 273,15 Grad Celsius, fast ein Kelvin) herunterkühlt. Der technische Aufwand, der dafür betrieben werden muss, ist enorm. So benötigt man zur Kühlung riesige Verdünnungskryostaten - das sind Kühlaggregate, mit denen sich extrem tiefe Temperaturen erreichen lassen und die geringer dimensioniert in der Halbleitertechnik zuhause sind.

Temperaturhürde angehoben

Allerdings ist es, wie die Zeitschrift "Nature" berichtet, zwei Forscherteams gelungen, Quantenchips bei einer 10- bis 15-fach höheren Temperatur zum Laufen zu bringen. Statt der minus 273,05 Grad Celsius wie beispielsweise beim Sycamore-Quantencomputer von Google oder dem "Q System" von IBM, werken die Siliziumschaltkreise bereits bei minus 271 bis 272 Grad. Das ist zwar immer noch ganz schön kalt, doch könnten jetzt die Kühlaggregate kleiner ausgelegt werden.

Dennoch ist der Weg in die Praxis noch weit. Forscher gehen davon aus, dass in den nächsten fünf bis zehn Jahren noch keine umfassenden, praktischen Einsatzgebiete für Quantencomputer zu erwarten sind.

Derzeit werden nur wenige Qubits kontrolliert. Google hat eine akademische Berechnung mit 53 Qubits durchgeführt. Das Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt geht davon aus, dass zum Beispiel für eine realistische Berechnung einer Kernreaktion mindestens 180.000 Qubits benötigt werden. Das zeigt, dass die Technologie noch weit von der Praxis entfernt ist.

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