Größter Quantencomputer mit Ionen

Quantencomputer sollen in Zukunft spezielle Aufgaben schneller lösen können als Supercomputer. Dazu zählen etwa Simulationen von neuen Materialien oder eine bessere Routenplanung bei extrem vielen möglichen Wegen. Statt mit herkömmlichen Bits rechnen Quantencomputer mit Qubits. Um leistungsfähiger als klassische Computer zu werden, benötigen Quantencomputer eine große Anzahl an Qubits. Weltweit arbeiten Forschende daran, mit verschiedenen Arten von Qubits immer größere Quantencomputer zu bauen. Nun stellen Forschende den neuen Quantencomputer „Helios“ vor, der aus 98 ionenbasierten Qubits besteht und bislang der größte und zuverlässigste dieser Art ist.

Zwar haben Physikerinnen und Physiker bereits Quantencomputer mit mehr als 1000 Qubits aus Supraleitern realisiert – diese sind aber noch relativ fehleranfällig. Helios nutzt dagegen gefangene Ionen als Qubits, um genauer zu rechnen. Hierfür werden Bariumionen mithilfe von elektromagnetischen Feldern, Lasern und Mikrowellen gefangen und kontrolliert. Speziell auf Quantencomputer zugeschnittene Aufgaben, wie das sogenannte Random Circuit Sampling, ließen sich bereits innerhalb von Sekunden durchführen. Diese Aufgabe ist vergleichbar mit einem Zufallszahlengenerator, für die selbst die leistungsfähigsten Supercomputer zurzeit viele Jahre bräuchten. Allerdings sind Qubits aus gefangenen Ionen schwieriger zu fertigen als solche aus Supraleitern. So bleibt der Wettlauf um den größten und leistungsfähigsten Quantencomputer heute noch völlig offen.