Quantum Volumen 128

AQT setzt europäischen Rekord

13. Februar 2023, 8:00 Uhr | Heinz Arnold
Aufbau des Ionenfallen-Quantenprozessors, der in einem Rack untergebracht ist.  
© Dieter Kühl

AQT hat einen universellen Quantencomputer auf Basis der Ionenfallentechnik mit einem Quantenvolumen von 128 demonstriert – ein neuer europäischer Rekord.

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Die Demonstration lief auf dem 19-Zoll-Rack Quantencomputer »PINE«, den AQT (Alpine Quantum Technologies) mit Sitz in Innsbruck entwickelt, gebaut und aufgestellt hat.  Das System arbeitet bei Raumtemperatur und benötigt eine Leistung von weniger als 2 kW – das entspricht etwa dem Verbrauch eines Wasserkochers. Der Rekord-Quantencomputer bringe laut AQT de Lösung schwieriger Probleme in Bereichen wie Chemie und Materialdesign einen deutlichen Schritt näher.

Mehrere Unternehmen, sowohl kommerzielle als auch akademische, arbeiten derzeit an der Realisierung von Quantencomputern und verwenden dabei sehr unterschiedliche physikalische Plattformen, was die Bewertung eines Quantencomputers zu einer Herausforderung macht: Verfügt er beispielsweise über genügend Speicher oder ist die Fehlerrate des Prozessors niedrig genug?

Quantum Prozessor PINE SET-UP, geeignet für die Integration in ein 19-Zoll-Rack oder eine Laborinfrastruktur.
Der Aufbau des Quantenprozessors im  »PINE«, geeignet für die Integration in ein 19-Zoll-Rack oder eine Laborinfrastruktur.
© Harald Ritsch

Das Quanten Volumen ist derzeit einer der am häufigsten verwendeten Benchmarks, der eine »auf-eine-Zahl-reduzierte« Aussage über die Gesamtfähigkeiten eines Quantensystems liefert. Drei Hauptfaktoren und komplexe Berechnungen bestimmen das Quanten Volumen:

  • Anzahl der Qubits
  • Fehlerraten
  • Konnektivität der Qubits

Mit einem Quanten Volumen von 128 hat AQT mit dem »PINE« die bisher höchste Zahl eines europäischen Systems erreicht. »Unser Team ist glücklich und stolz, diesen wichtigen Meilenstein erreicht zu haben – die Entwicklung und Bereitstellung von Spitzentechnologie für das Quanten-Ökosystem in Europa sind die Hauptziele des Unternehmens«, sagt Dr. Thomas Monz, Geschäftsführer der AQT.

Schon zuvor hatte die die Universität Innsbruck mit einem AQT-System den Weltrekord für die größte Anzahl verschränkter Qubits aufgestellt und fehlertoleranten Fehlerkorrektur-Routinen demonstriert.

Der weltweit führende Quantencomputer in 19-Zoll-Racks

Einen ersten Prototypen des »PINE« hatte AQT im Rahmen der European Quantum Technology Flagship Aktivität AQTION an der Universität Innsbruck mit maßgeblicher Unterstützung durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) validiert. Alle Komponenten des AQT-Quantencomputers sind so konstruiert, dass sie in zwei 19-Zoll-Schränke passen, die mit der bestehenden Infrastruktur und den Installationen in Rechenzentren kompatibel sind.

Der Quantum Computer »PINE« von AQT, der in zwei standardisierten 19-Zoll Schränken Platz findet.
Der Quantencomputer »PINE« von AQT, der in zwei standardisierten 19-Zoll Schränken Platz findet.
© Dieter Kühl

Komplexe Probleme, die Quantencomputer lösen

Unterstützt durch den Europäischen Innovationsrat wird AQT dieses System über die Cloud für europäische und internationale Forscher, öffentliche Einrichtungen und der Industrie zur Verfügung stellen. Ausgewählte Partner haben das System bereits genutzt, ihre Ideen umgesetzt und erforschen nun neue Anwendungen auf diesem österreichischen System.

»AQT-Lösungen wurden als Testumgebung verwendet, um die Vorteile von Quanten in den Bereichen Chemie, PortfolioOptimierung, Risikoanalyse, Quantensicherheit und Entschlüsselung zu untersuchen«, erklärt Dr. Juris Ulmanis, der die Forschungsaktivitäten bei AQT leitet.  Zukünftige Verbesserungen und die Zugänglichkeit der Cloud werden dazu beitragen, neue Lösungen in Europa zu realisieren.

Ziel von AQT ist es, auf Ionenfallen basierende Quantencomputer anzubieten, die sich nahtlos in herkömmliche IT-Infrastruktur einfügen und die ortsunabhängig von jedem PC oder Laptop bedient werden können. AQT ermöglicht es seinen Kunden schon jetzt, Quantencomputer vor Ort zu installieren oder sie über komfortabel an die Cloud anzubinden.

 


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