{"id":202515,"date":"2020-01-03T11:30:25","date_gmt":"2020-01-03T10:30:25","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=202515"},"modified":"2020-01-03T11:30:25","modified_gmt":"2020-01-03T10:30:25","slug":"202515-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/202515-2\/","title":{"rendered":"Prototyp des kommerziell nutzbaren Quantencomputer soll 2022 stehen"},"content":{"rendered":"<p><em>Alpine Quantum Technologies<\/em> entwickelt einen kommerziell nutzbaren Quantencomputer \u2013 und misst sich dabei mit Konzernen wie Google und IBM. Anders als Google arbeitetdie Ausgr\u00fcndung mit der Ionenfalle \u2013 und h\u00e4lt mehr von einer funktionierenden Fehlerkorrektur als von der Steigerung der Qubits.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.aqt.eu\/\"><em>Alpine Quantum Technologies<\/em><\/a> ist eine Ausgr\u00fcndung der <em>Universit\u00e4t Innsbruck<\/em> und der <em>\u00d6sterreichischen Akademie der Wissenschaften<\/em> (<a href=\"https:\/\/www.oeaw.ac.at\/\">\u00d6AW<\/a>). Gr\u00fcnder sind Quantenphysiker, die 2022 einen Prototypen f\u00fcr einen Quantencomputer vorstellen wollen. Das Modell soll die Gr\u00f6\u00dfe eines 19-Zoll-Server-Racks haben und modular aufgebaut sein, um einsatzspezifische L\u00f6sungen zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n<h3>Quantencomputer k\u00f6nnen viele Zahlen gleichzeitig verarbeiten<\/h3>\n<p>Grundlegend f\u00fcr alle Quantentechnologien sind Quantenbits, die nicht wie klassische Bits nur einen Wert von null oder eins haben, sondern zugleich null oder eins sein k\u00f6nnen. Dieser \u00dcberlagerungszustand von Qubits &#8211; als Superpositionsprinzip bekannt &#8211; erm\u00f6glicht es Quantencomputern, viele Zahlen gleichzeitig zu verarbeiten. Hingegen f\u00fchren konventionelle Rechner eine Rechenoperation nach der anderen durch \u2013 und sind im Vergleich langsamer.<\/p>\n<p>Zudem m\u00fcssen in einem Quantencomputer mehrere Qubits miteinander verschr\u00e4nkt werden. Bei diesem Ph\u00e4nomen bleiben zwei Quantensysteme \u00fcber beliebige Distanzen miteinander verbunden. Manipuliert man einen Qubit, so beeinflusst das unmittelbar auch den Zustand des anderen.<\/p>\n<p>Dennoch funktioniert der Rechenvorgang im Quantencomputer deterministisch, wie jede klassische Rechnung. Das Ergebnis erh\u00e4lt man durch Messen des Quantenregisters. Die Messungen basieren auf Wahrscheinlichkeiten, so Mitgr\u00fcnder Professor <a href=\"https:\/\/quantumoptics.at\/en\/rainerblatt.html\">Rainer Blatt<\/a>, Leiter des <a href=\"https:\/\/www.uibk.ac.at\/exphys\/index.html.de\">Instituts f\u00fcr <em>Experimentalphysik <\/em><\/a>an der Universit\u00e4t Innsbruck. Gegebenenfalls kann der Algorithmus mehrfach ausgef\u00fchrt werden, um das Ergebnis zu erhalten.<\/p>\n<h3>Vorteile der Ionenfalle<\/h3>\n<p>Die Universit\u00e4t Innsbruck machte sich einen Namen in der Ionenfallen-Forschung \u2013 und Blatt h\u00e4lt die Technologie f\u00fcr die ausgereifteste weltweit. Nicht zuletzt, weil auch die ersten Quantenschaltkreise mit Ionenfallen realisiert wurden. Es waren die ausgezeichneten Quantenphysiker Peter Zoller und Ignacio Cirac, welche die Technologie f\u00fcr den Quantencomputer vorschlugen. Zoller ist Mitgr\u00fcnder von <em>Alpine Quantum Technologies. Cirac <\/em>ist Mitglied des Beirats<em>.<\/em><\/p>\n<p>Die Entwicklung Technologie f\u00fcr die Ionenfalle erfolgte am Institut f\u00fcr Experimentalphysik an der Universit\u00e4t Innsbruck und am <a href=\"https:\/\/iqoqi.at\/de\"><em>Institut f\u00fcr Quantenoptik und Quanteninformation<\/em><\/a> der \u00d6AW.<\/p>\n<p>In einer Ionenfalle werden Ionen, also elektrisch geladene Atome mittels elektrischer und magnetischer Felder festgehalten. Abh\u00e4ngig von Art und St\u00e4rke der einwirkenden Felder kann man gezielt Ionen einer bestimmten Masse festhalten. Durch das Manipulieren von einzelnen identischen Atomen kann das Team von <em>Alpine Quantum Technologies <\/em>die vollst\u00e4ndige Verschr\u00e4nkung der einzelnen Qubits garantieren. Dies sei bei supraleitenden Schaltkreisen nicht der Fall. Unter den weiteren Vorteilen der Technologie sind<\/p>\n<ul>\n<li>eine topologisch kodierte Quantenfehlerkorrektur;<\/li>\n<li>die Realisierung eines skalierbaren Kurzalgorithmus;<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Quantum Supremacy<\/h3>\n<p>Google hatte zuletzt behauptet, mit supraleitenden Schaltkreisen erstmals die \u00dcberlegenheit von Quantencomputern gegen\u00fcber klassischen Rechnern demonstriert zu haben. Supraleitende Schaltkreise basieren auf Computerchips \u2013 und in den vergangenen Jahren floss viel Geld in die Herstellung von Computerchips. Deshalb ortet Blatt darin lediglich die Hoffnung von Forschern und Investoren, diese f\u00fcr Quantencomputer nutzen zu k\u00f6nnen. Aus seiner Sicht gibt es bis dato noch keinen Beleg f\u00fcr die \u00dcberlegenheit einer technologischen Plattform. Zwei entscheidende Probleme habe auch Google noch nicht gel\u00f6st:<\/p>\n<ul>\n<li>die bislang mangelnde Skalierbarkeit;<\/li>\n<li>den Nachweis der Verschr\u00e4nkung der Qubits;<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Funktionierende Fehlerkorrektur<\/h3>\n<p>Problematisch sei auch, dass sich die Entwicklung von Quantencomputern in der Steigerung von Qubits ersch\u00f6pfe. F\u00fcr Berechnungen, die \u00fcber die Leitungsf\u00e4higkeit klassischer Computer hinausgehen, seien zun\u00e4chst 45 Qubits ausreichend. Und diese werden an der Universit\u00e4t Innsbruck bald m\u00f6glich sein, so Blatt.<\/p>\n<p>Wichtiger sei es, zunehmend komplexe Berechnungen auf Quantencomputern einer funktionierenden Fehlerkorrektur zu unterziehen. Zwar seien bereits Techniken vorhanden und auch implementiert \u2013 deren serielle Anwendung sei allerdings noch nicht gegeben. Die Entwicklung einer funktionierenden Fehlerkorrektur geht laut Blatt eng einher mit der Entwicklung skalierbarer Techniken.<\/p>\n<h3>Ausgezeichnete Forschungsbasis<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/iqoqi.at\/de\/zoller-gruppe\">Peter Zoller<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.mpg.de\/371987\/quantenoptik_wissM\">Ignacio Cirac<\/a> aus dem Team von<em> Alpine Quantum Technologies<\/em> wurden im August 2019 gemeinsam mit dem <a href=\"https:\/\/www.uibk.ac.at\/newsroom\/bell-preis-fuer-quantenphysiker-peter-zoller.html.de\"><em>John-Stewart-Bell-Preis<\/em><\/a> f\u00fcr <em>die Erforschung grundlegender Fragen der Quantenmechanik und ihrer Anwendungen<\/em> ausgezeichnet. Zoller ist Professor f\u00fcr <em>Theoretische Physik<\/em> an der Universit\u00e4t Innsbruck und Wissenschaftlicher Direktor am <a href=\"https:\/\/iqoqi.at\/de\"><em>Institut f\u00fcr Quantenoptik und Quanteninformation<\/em><\/a> (IQOQI) der \u00d6sterreichischen Akademie der Wissenschaften in Innsbruck. Cirac ist Direktor der Abteilung <em>Theorie<\/em> am <a href=\"https:\/\/www.mpq.mpg.de\/4425387\/theorie\"><em>Max-Planck-Institut f\u00fcr Quantenoptik<\/em> <\/a>in Garching.<\/p>\n<p>Die Forschungsarbeiten der Ausgr\u00fcndung wurden durch eine Unterst\u00fctzung der <a href=\"https:\/\/www.ffg.at\/\"><em>\u00d6sterreichischen Forschungsf\u00f6rderungsgesellschaft<\/em><\/a> (FFG) erm\u00f6glicht.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Auch interessant:<\/strong><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/das-schachmathematische-damenproblem-zeigt-ueberlegenheit-des-quantencomputers\/\">Das schachmathematische Damenproblem zeigt \u00dcberlegenheit des Quantencomputers<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/physiker-entwickelten-eine-schnittstelle-fuer-quantencomputer\/\">Physiker entwickelten eine Schnittstelle f\u00fcr Quantencomputer<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/quantensensor-zur-messung-von-lichtteilchen\/\">Quantensensor zur Messung von Lichtteilchen<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Alpine Quantum Technologies entwickelt einen kommerziell nutzbaren Quantencomputer \u2013 und misst sich dabei mit Konzernen wie Google und IBM. 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