IBM meldet Quanten-Durchbruch

Entwickler vom IBMs (Börse Frankfurt: IBM) Almaden Research Center haben einen „Durchbruch“ im Quanten-Computing gemeldet. Ein neu entwickelter Rechner habe „die bislang komplexesten Quanten-Berechnungen“ angestellt.

Die Ingenieure wollen ihre Ergebnisse im heute erscheinenden neuen Heft von „Nature“ detailliert veröffentlichen. Es handele sich um die Anwendung von „Shorschen Algorithmus“, einer 1994 vom AT&T-Techniker Peter Shor entwickeltes Verfahren. Dieses wurde in erster Linie zum Knacken von starken Verschlüsselungen eingesetzt.

Nach Vorinformationen von IBM haben die Entwickler einen auf sieben Atomen basierenden Quantencomputer gebaut. Die Atome fungieren sowohl als Prozessor als auch als Speicher. Beim jetzigen Versuch wurde eine einfache Version eines mathematischen Problems gelöst, das bei vieler heutigen kryptografischen Syteme Kernbestandteil der Datensicherheit ist: Die Faktorisierung einer Zahl, das heißt die Ermittlung von Zahlen, die miteinander multipliziert die ursprüngliche Zahl ergeben.

Zur Demonstration dieses „Shorschen Algorithmus“ wurde im Experiment beispielhaft die Zahl „15“ ausgewählt. Für die Zerlegung dieser Zahl in die Faktoren 3 und 5 mit der Quantencomputer-Methodik wird der sieben-Qubit-Quantencomputer benötigt. IBM-Techniker haben dafür eigens ein neues Molekül mit sieben „nuclear spins“ entworfen und synthetisiert. Beim jetzigen Versuch wurden eine Milliarde mal eine Milliarde (10 Hoch 18) dieser maßgeschneiderten Moleküle in einem Reagenzglas versammelt.

Bislang haben die IBM-Forscher lediglich fünf Atome brauchbar gruppieren können. Auch einem Team aus Wissenschaftler der TU München, der Uni Frankfurt, der Bruker Analytik GmbH sowie der Harvard University war es im Sommer vergangenen Jahres nur gelungen, einen Quantencomputer mit fünf Quanten-Bits (Qubits) zu bauen (ZDNet berichtete).

Indem man die Interaktionen zwischen Qubits steuert und diese gleichzeitig von der Außenwelt abschirmt, können Forscher mit einem Quantencomputer Berechnungen ausführen, die in ihrer Geschwindigkeit exponentiell schneller sind als bei herkömmlichen Rechnern. „Zum Gutteil liegt das Problem beim Bau von großen Quantencomputern jedoch in ihrer Anfälligkeit für Fehler“, erklärte Professor John Preskill vom Institute of Quantum Information am Caltech in Pasadena, Kalifornien. „Wir müssen die verschiedenen Arten von Irrtümern verstehen lernen, um den vielversprechendsten Weg für die Entwicklung solcher Maschinen zu finden.“ Ein „ausgewachsener“ Quantenrechner müsste tausende von logisch verknüpften Atomen aufweisen.

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