04.05.2016, 09:43 Uhr

Quanten-Computing aus der Cloud

Quanten-Computing für jedermann: Das bietet das IBM-Forschungslabor in Yorktown Heights im US-Bundesstaat New York, indem es ab heute einen Quantenprozessor über die Cloud zur Verfügung stellt.
IBM Research, der Forschungsarm des IT-Riesen, macht heute erstmals einen Quantencomputer öffentlich zugänglich. Ab sofort kann jeder Interessierte mittels Desktop-Computer oder Mobilgerät über die Cloud von IBM auf einen Quantenprozessor bestehend aus fünf Quantenbits (Qubits) zugreifen und Experimente durchführen.
Das Programm läuft unter der Bezeichnung «IBM Quantum Experience». Die Plattform bietet Nutzern verschiedene Möglichkeiten, Quantencomputing auszuprobieren und zu entdecken. Sie können verschiedene Algorithmen testen und Experimente auf dem Quantenprozessor durchführen, mit den individuellen Qubits arbeiten sowie in Online-Seminaren und Simulationen mehr darüber erfahren, was Quantencomputer alles ermöglichen könnten. Der zur Verfügung gestellte Quantenprozessor befindet sich am «IBM T.J. Watson Research Center», dem Hauptsitz der IBM-Forschung in Yorktown Heights im US-Bundesstaat New York. Er besteht aus fünf supraleitenden Qubits auf einem Siliziumchip. Die Qubits wurden mittels eines Standardverfahrens der Siliziumtechnologie hergestellt. Nächste Seite: erster Schritt zum Quantencomputer Der Quantenprozessor von IBM ist ein erster Schritt auf dem Weg zum universellen Quantencomputer. Dieser könnte dereinst für einige wichtige Anwendungen in Wissenschaft und Industrie exponentiell schneller sein als klassische Computer. Anwendungen bei Optimierungsproblemen und der chemischen Forschung werden voraussichtlich die ersten sein, die durch Quantencomputer massiv beschleunigt werden können.
Auch wenn es einen solchen Quantenrechner noch nicht gibt, erwartet IBM, dass mittelgrosse Systeme mit 50-100 Qubits im nächsten Jahrzehnt realisiert werden kännen. Ein solcher Rechner wäre heutigen Supercomputern überlegen. «Quantencomputer unterscheiden sich erheblich von heutigen Computern – nicht nur in ihren Bestandteilen, sondern besonders in dem, was sie können», sagt Arvind Krishna, von IBM Research. Dies sei die Geburtsstunde des Cloud-basierten Quanten-Computings, führt er weiter aus. «Indem wir der Öffentlichkeit Zugang zu IBMs experimentellem Quantensystem geben, wird es für Forscher und die wissenschaftliche Gemeinschaft einfacher, Innovationen im Bereich der Quantentechnologie zu voranzutreiben und neue Anwendungsfelder zu entdecken», hofft Krishna. Nächste Seite: Der Aufbau der Quantum Experience von IBM Quanteninformationen sind sehr empfindlich, da Qubits bei der Wechselwirkung mit Materie und elektromagnetischer Strahlung ihre Information verlieren. Um dies zu vermeiden, befinden sich Quantenprozessoren in einem «Tiefsttemperatur-Kühlschrank». Den IBM-Wissenschaftlern gelangen einige wichtige Entwicklungsfortschritte sowohl in der Herstellung der Qubits als auch bei deren elektronischen Ansteuerung, um so erstmals einen Prozessor mit fünf Qubits zur Verfügung zu stellen.
Auf der Software-Seite wurde ein Benutzerinterface erstellt, das es Nutzern erlaubt, über die Cloud auf den Quantencomputer zuzugreifen. Für das Team ist dies nur der Beginn einer neuen Anwendergemeinschaft, die sich mit Quantencomputern und ihren Fähigkeiten befasst. Zukünftig haben die Nutzer die Möglichkeit, mit ihren Ergebnissen zu dieser Community auf der «IBM Quantum Experience»-Plattform beizutragen. Die IBM-Wissenschaftler werden ihre neuesten Forschungsfortschritte dort ebenfalls veröffentlichen. IBM plant nach und nach weitere Qubits und neue Prozessor-Generationen zu der Plattform hinzuzufügen.


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