Quantencomputer erforderten früher große, spezielle Räume und komplexe Installationen, aber jetzt haben Forscher einen Prototyp eines Quantencomputers entwickelt, der kompakt genug ist, um in Standard-Racks von Rechenzentren zu passen.
Als Teil eines EU-finanzierten Projekts namens AQTION haben Wissenschaftler der Universität Innsbruck in Österreich erfolgreich einen voll funktionsfähigen Ionenfallen-Quantencomputer in zwei 19-Zoll-Server-Racks installiert, die üblicherweise in Rechenzentren auf der ganzen Welt verwendet werden. Das Gerät benötigt nur eine Steckdose zur Wandmontage, ansonsten ist es autark.
Der Prototyp ist eine spannende Entwicklung in einer Branche, die weitgehend auf Laborimplementierungen angewiesen ist, wo Quantencomputer nur mit spezieller Infrastruktur gesteuert werden können. Daher ist die Entwicklung eines erschwinglichen Setups der Schlüssel zur Erweiterung der Reichweite der Technologie.
Aus diesem Grund hat die EU kürzlich AQTION ins Leben gerufen, ein 10-Millionen-Euro-Projekt, das darauf abzielt, einen kompakten Ionenfallen-Quantencomputer nach Industriestandard zu entwickeln, ohne dass für den Betrieb eine ultrastabile Laborumgebung erforderlich ist.
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Das neue Gerät, so die Wissenschaftler, zeige, dass Quantencomputer bald für den Einsatz in Rechenzentren bereit sein werden. Um in zwei 19-Zoll-Racks zu passen, musste jeder einzelne Baustein des AQTION-Quantencomputers verkleinert werden, vom Ionenfallenprozessor bis zur Vakuumkammer. Die größte Herausforderung bestand also darin sicherzustellen, dass das Gerät Leistungseinbußen verhindert, aber die Forscher sind zuversichtlich, dass ihr Prototyp bereits vielversprechende Ergebnisse zeigt.
Auch außerhalb der kontrollierten Umgebung, die im Labor erreicht werden kann, war das Gerät stabil genug, um ununterbrochen durch äußere Störungen zu arbeiten, und die Physiker konnten bis zu 24 Ionen einzeln steuern und verschränken. Messungen zeigten, dass Systemleistung und Fehlerrate auf dem Niveau von Laborimplementierungen liegen.
Bis zum nächsten Jahr plant das Team die Entwicklung eines Geräts mit bis zu 50 individuell gesteuerten Geräten Qubits. Vorerst werden die Hardware- und Softwarefunktionen des Prototyps jedoch weiter aktualisiert, bevor er online verfügbar ist. Forscher werden über die Cloud auf das Gerät zugreifen, um Quantenalgorithmen in der hardwareunabhängigen Sprache des Quantencomputings zu testen.
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