Die aktuellen Quantencomputer verfügen über hunderte oder wenige tausend Qubits. Doch die Fachwelt ist sich einig: Für wirklich bahnbrechende Anwendungen, die über die heutige Simulation hinausgehen, benötigen wir Systeme mit rund einer Million Qubits. Wenn du den Weg von den Grundlagen aus neu aufbauen willst, starte zuerst bei Start hier: Einstieg in Quantencomputer oder direkt bei den Technischen Grundlagen. In diesem Artikel analysieren wir, wie Unternehmen wie IBM, Google und PsiQuantum diesen Meilenstein erreichen wollen.
Das Ziel: Fehlertolerante Quantenberechnung
Warum gerade eine Million? Der Grund liegt in der Quantenfehlerkorrektur. Da einzelne Qubits extrem empfindlich auf Rauschen reagieren, müssen viele physische Qubits zu einem einzigen „logischen Qubit“ zusammengefasst werden. Für eine detaillierte Erklärung dieser Begriffe, siehe unser Glossar. Um komplexe Algorithmen wie den Shor-Algorithmus auszuführen, benötigen wir tausende logische Qubits – was am Ende Millionen von physischen Qubits bedeutet.
Hardware-Ansätze im Vergleich
1. Supraleitende Qubits (IBM & Google)
IBM setzt auf modulare Architekturen. Mit der Einführung des Quanten-Kopplers sollen mehrere Prozessoren vernetzt werden, um die physikalischen Grenzen eines einzelnen Chips zu umgehen. Die Herausforderung: Die Kühlung riesiger Mengen an Hardware auf nahezu 0 Kelvin.
2. Photonische Quantencomputer (PsiQuantum & Xanadu)
Photonen (Lichtteilchen) haben den Vorteil, dass sie auch bei Raumtemperatur stabil bleiben können. PsiQuantum plant, die bestehende Fertigungstechnologie der Chipindustrie (Silizium-Photonik) zu nutzen, um Millionen von Komponenten auf Wafern zu skalieren. Viele Experten sehen hier den schnellsten Weg zur Millionen-Marke.
3. Ionenfallen (IonQ & Quantinuum)
Ionenfallen bieten die höchste Präzision (Gatter-Fidelität). Um zu skalieren, müssen die Ionen jedoch zwischen verschiedenen Zonen eines Chips bewegt werden, was technologisch extrem anspruchsvoll ist.
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Fazit
Der Weg zur Million ist kein linearer Fortschritt, sondern erfordert radikale neue Ingenieursleistungen in der Vernetzung und Fehlerkorrektur. Ob supraleitend oder photonisch – wer dieses Rennen gewinnt, wird die technologische Vorherrschaft des 21. Jahrhunderts maßgeblich mitprägen.
Weiterlesen: Wenn du tiefer in die technische Entwicklung einsteigen willst, findest du im Hub Technologie & Hardware weitere Beiträge zu Hardware-Plattformen, Skalierung, Fehlerkorrektur und Systemarchitekturen. Wenn du die Hardware heute schon praktisch testen willst, lies außerdem Quantencomputing in der Cloud.
Vertiefung: Wenn du die Roadmap zur Million an konkreten Plattformen einordnen willst, lies auch IBM Quantum Starling und den Vergleich photonische vs. supraleitende Qubits.
Weiterlesen: Wer die Skalierungsfrage im größeren Praxis-Kontext einordnen will, findet im Anwendungs-Hub die passenden Anschlussartikel.