IBM kündigt kommerziell nutzbaren Quantencomputer an

IBM hat angekündigt, den kommerziellen Betrieb des ersten, universell einsetzbaren Quantencomputers vorzubereiten. Dazu werden in der ersten Jahreshälfte 2017 Programmierschnittstellen bereitgestellt, die für die Verbindung zwischen Quantencomputer und klassischen IT-Systemen sorgen. Auf das IBM Q-Quantensystem und die ergänzenden Services sollen Kunden dann über die IBM Cloud zugreifen können. Kenntnisse in Quantenphysik seien dafür nicht erforderlich. Die APIs werden auf GitHub veröffentlicht und beinhalten auch einfache Skripte, die die Funktionen der Schnittstellen demonstrieren.

Wie das funktioniert, wurde bereits seit Mai 2016 in einer Experimentalphase erprobt. Dabei hatten Interessenten die Möglichkeit, im Rahmen der IBM Quantum Experience kostenlos auf das von IBM Research im US-Bundesstaat New York betriebene 5-Qubit-System zuzugreifen. Darauf konnten sie experimentelle Programme mittels einer bereitgestellten Programmierschnittstelle und Benutzeroberfläche ausführen.

Zudem soll bald ein erweiterter Simulator zur Verfügung stehen, der ein System von bis zu 20 Qubits simulieren kann. Außerdem hat IBM ein Software Development Kit (SDK) angekündigt, mit dem Nutzer dann „einfache Quanten-Anwendungen und Software-Programme“ erstellen können.

Die IBM-Experten Sarah Sheldon und Pat Gumann bei der Arbeit an der Kühleinheit des Quantencomputers. (Bild: IBM Research)

IBM sieht die Quantencomputertechnik als Basis für die Supercomputer der nächsten Generation und nimmt für sich bereits seit einiger Zeit eine Vorreiterrolle in dem Bereich in Anspruch. Im Unterscheid zur Künstlichen Intelligenz Watson, die tiefere oder neue Einblicke in große Datenmengen ermöglichen soll, hofft IBM mit Quantensystemen Lösungen für besonders komplexe Aufgaben und Simulationen bieten zu können, an denen klassische IT-Systeme scheitern.

Das Layout von IBMs 2015 vorgestellter 5-Qubit-CPU. Neu angekündigt wurden nun Prozessoren mit bis zu 50 Qubits. (Bild: IBM Research)

IBM plant zudem die Entwicklung sogenannter IBM Q-Systeme mit etwa 50 Qubits und will mit Partnern Anwendungen entwickeln, die die Beschleunigung von Quantensystemen nutzen. Hier spricht IBM von Quantum Speedups.

Um das Potenzial des Quantencomputers zu demonstrieren, haben IBM-Wissenschaftler bereits Technologien für die Simulation von Problemen der theoretischen Chemie entwickelt. Sie wollen nun weitere Experimente mit komplexen Molekülen vornehmen, um chemische Eigenschaften von Komponenten besser vorhersagen zu können. Als weitere mögliche Anwendungsgebiete für die Technologie sieht IBM Medikamenten- und Materialforschung, die Optimierung von Lieferketten und Logistikabläufen, neuartige Analysen von Finanzinformationen, Teilaspekte der künstlichen Intelligenz wie Machine Learning sowie die Verbesserung der Sicherheit von Daten in Cloud-Umgebungen.

Blick ins Innere von IBMs Quantencomputer (Bild: IBM)

„Heutige Computersysteme sind außergewöhnlich leistungsfähig und werden auch weiterhin eine zentrale Rolle in Wirtschaft und Gesellschaft spielen. Es gibt aber eine Reihe von Herausforderungen, die mit diesen Computern nicht zu bewältigen sind. Dafür brauchen wir Quantencomputer“, sagt Tom Rosamilia, Senior Vice President IBM Systems. „In unserer Vorstellung werden in Zukunft IBM Q-Systeme zusammen mit unseren klassischen High-Performance-Systemen diese Themen angehen.“

In dieser Kühleinheit kühlt IBM die supraleitenden Quantenbits auf minus 273 Grad Celsius herunter, damit die in ihnen gespeicherten Daten nicht beschädigt werden (Bild: IBM).

Bei der künftigen Entwicklung des kommerziellen Quantencomputers sollen alle technischen Komponenten verbessert werden – etwa supraleitende Qubits also auch Ansätze für die Produktion von Nanotechnologien in der Halbleiterherstellung. Gemeinsam sollen sie dazu beitragen, die Möglichkeiten der Quantenmechanik besser ausnutzen zu können.

Laut IBM haben seit der Vorstellung der IBM Quantum Experience im vergangenen Jahr rund 40.000 Nutzer über 275.000 Experimente auf der Plattform durchgeführt. Dabei arbeitet IBM unter anderem mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT), dem Institute for Quantum Computing der University of Waterloo und der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) zusammen. Unternehmen, die sich für eine Zusammenarbeit mit IBM in dem Bereich interessieren, können eine Mitgliedschaft im IBM Research Frontiers Institute beantragen. Das Konsortium, dem unter anderem Samsung, Honda, Hitachi Metals und Canon angehören, entwickelt eine Reihe grundlegender Computertechnologien und untersucht deren Potenzial.