IBM verfolgt ein ehrgeiziges Ziel: praktisch nutzbare Quantencomputer zu bauen, die aus vielen einzelnen Quantenprozessoren bestehen und zusammenarbeiten. Dies ist eine sehr anspruchsvolle technische Herausforderung. Ein zentrales Problem dabei ist die Kühlung. Quantencomputer funktionieren nur bei extrem niedrigen Temperaturen, in der Nähe des absoluten Nullpunkts.
Die bisher verfügbaren Kryostaten, die Geräte zur Erzeugung dieser extrem niedrigen Temperaturen, sind für Multi-Chip-Systeme ungeeignet. Sie sind massive, teure Einzelanfertigungen, die jeweils für eine ganz spezifische Konfiguration optimiert werden. Wenn man mehrere Quantenchips parallel betreiben möchte, müsste man potenziell mehrere solcher Geräte parallel laufen lassen, was unpraktisch und ineffizient ist.
IBM hat nun einen neuen Ansatz präsentiert: einen modularen Kryostaten, der Quantencomputer auf Temperaturen von etwa 10 Millikelvin kühlt. Das ist extrem kalt, etwa 10 Millionen Mal kälter als der tiefste Winter. Der Kniff des neuen Designs ist die Modularität. Statt eine gigantische Einzelanlage zu bauen, besteht der neue Kryostat aus verschiedenen Modulen, die zusammenpassen wie Bausteine. Dies ermöglicht es, das System zu skalieren und anzupassen.
Ein modulares Design hat mehrere Vorteile. Es ist einfacher zu reparieren und zu warten, da man einzelne Module austauschen kann, statt das ganze System zu ersetzen. Es ist auch preisgünstiger, da nicht jeder Quantencomputer ein massives Spezial-Einzelstück bekommen muss. Und es ermöglicht es, Quantencomputer-Systeme flexibler und effizienter zu konfigurieren.
Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu praktisch einsetzbaren Quantencomputern. Während noch viele technische Hürden zu überwinden sind, könnte Quantencomputing in Zukunft für spezialisierte Anwendungen interessant werden, etwa für bestimmte Optimierungsprobleme oder kryptographische Anwendungen. Für IT-Dienstleister und Unternehmen ist dies vor allem ein Zukunftsthema, das Aufmerksamkeit verdient, auch wenn die praktische Anwendbarkeit noch Jahre entfernt ist.