Die Roadmap sieht eine dreistufige Einführung neuer Quantencomputer vor: In ein paar Jahren soll die Anzahl der physikalischen Qubits weniger wichtig sein als die Verfügbarkeit logischer, fehlerkorrigierter Qubits. (Bild: Quera)
Quera Computing bringt noch in diesem Jahr den ersten kommerziellen, fehlerkorrigierten Quantencomputer auf den Markt und plant für 2026 das erste System mit 100 logischen, fehlerkorrigierten Qubits. Die Fehlerkorrektur erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit von Quantensystemen, sondern ebnet auch den Weg für Fortschritte in verschiedenen Bereichen – von der Materialwissenschaft über die Arzneimittelforschung bis hin zu Optimierungsproblemen.
Grundlage für die neuen Produkte sind unter anderem Forschungsergebnisse aus dem letzten Jahr, die Einstellung weiterer Wissenschaftler und Ingenieure, eine Serie-A-Finanzierungsrunde im Frühjahr 2023 über 30 Millionen US-Dollar sowie die erweiterte Verfügbarkeit der cloudbasierenden Aquila-Plattform von zehn auf über 100 Stunden pro Woche.
Drei-Jahres-Roadmap für die Quantenfehlerkorrektur
2024: Markteinführung eines Quantencomputers mit zehn logischen Qubits, transversalen Gattern und über 256 physikalischen Qubits. Transversale Gatter sind für die Quanteninformatik entscheidend, da sie die Ausbreitung von Fehlern über Qubits hinweg verhindern, diese so fehlerresistent machen und den Aufwand für die Ausführung von Quantenalgorithmen verringern. Dieses System bildet die Grundlage für fehlerbereinigtes Quantencomputing. Um die Bewertung und Vorbereitung von Algorithmen für die Ära der Fehlerkorrektur zu unterstützen, wird Quera in der ersten Hälfte des Jahres 2024 einen cloudbasierenden Simulator für logische Qubits veröffentlichen.
2025: Ein erweitertes Modell mit 30 logischen, fehlerkorrigierten Qubits mit sogenannter Magic State Distillation, unterstützt durch über 3000 physikalische Qubits. Die Magic State Distillation macht es möglich, ein breiteres Spektrum von Quantengattern mit höherer Wiedergabetreue zu implementieren. Das erlaubt die Ausführung von Nicht-Clifford-Gattern, was für die universelle Quantenberechnung entscheidend ist.
2026: Einführung eines Quantenfehlerkorrektur-Modells der dritten Generation mit 100 logischen Qubits und über 10.000 physikalischen Qubits. Diese Entwicklung ermöglicht komplexe Logikgatter, mit denen sich zunehmend anspruchsvollere Simulationen durchführen lassen.
Fehlerfrei durch Korrekturprotokolle
Die Roadmap baut auf dem kürzlich im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlichten Durchbruch auf: Eine von Harvard geleitete Gruppe forschte zusammen mit Quera, MIT, NIST und der University of Maryland und meldete die erfolgreiche Ausführung komplexer Algorithmen auf einem fehlerkorrigierten Quantencomputer mit 48 logischen Qubits.
Die Quantenfehlerkorrektur ist entscheidend, um das volle Potenzial von Quantencomputern auszuschöpfen. Hierbei geht es um die Empfindlichkeit von Quantenzuständen und die Störungsanfälligkeit von Qubits durch die Umgebung, die zu Fehlern bei Quantenberechnungen führen kann. Mit Fehlerkorrekturprotokollen können Quantencomputer über längere Zeiträume korrekte Quanteninformationen aufrechterhalten.
Was Sie schon immer über Quantencomputer wissen wollten
Als im Juni 2021 der erste Quantencomputer in Deutschland von IBM eingeweiht wurde, war das Interesse groß. Aber was verbirgt sich hinter der Technologie? Was kann sie eines Tages leisten, woran wird geforscht und wo lauern Gefahren? Das und mehr erfahren Sie hier.
