Die Technologie der Quantencomputer hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht, wobei IBM als einer der Vorreiter in diesem Bereich gilt. Anfang November 2022 stellte IBM seinen neuesten Quantenprozessor namens Osprey vor, der mit 433 Qubits ausgestattet ist. Damit setzt das Unternehmen seine ehrgeizige Roadmap fort, die auf stetige Skalierung der Qubit-Zahl abzielt und mittelfristig sogar Quantenprozessoren mit mehreren Tausend Qubits vorsieht. Der Osprey-Prozessor ist eine direkte Weiterentwicklung des zuvor im Jahr 2021 vorgestellten Eagle-Prozessors, der über 127 Qubits verfügte. Die Steigerung auf 433 Qubits bedeutet mehr als eine Verdreifachung der Rechenkapazität und ist ein erheblicher Schritt vorwärts in der Quanten-Hardware.
IBM strebt damit an, die nicht nur die Rechenleistung zu erhöhen, sondern auch die Grundlagen für praktische Anwendungsfälle von Quantencomputern zu schaffen, die bisher mit klassischen Computern nur sehr schwer oder gar nicht lösbar waren. Die Herausforderungen bei der Entwicklung leistungsfähiger Quantencomputer sind vielfältig. Einerseits ist eine hohe Anzahl von Qubits wesentlich, um komplexe Algorithmen paralleler und schneller abarbeiten zu können. Andererseits gewinnen auch Faktoren wie Kohärenzzeit – also die Zeitspanne, in der ein Qubit seinen Quantenzustand zuverlässig beibehält – sowie Fehlerreduktion und das Management von Rauschen an Bedeutung. IBM arbeitet daher nicht nur daran, die Qubit-Zahl zu erhöhen, sondern auch die Quantenfehlerkorrektur zu verbessern und die Systeme immer stabiler und nutzerfreundlicher zu gestalten.
Das neue Quantenprogramm von IBM wird besonders durch den Osprey-Prozessor gestützt, der als technologisches Herzstück zukünftiger Quantencomputer fungiert. Es ist nicht einfach nur die Anzahl der Qubits, die zählt, sondern auch die Architektur der Schaltkreise, die Vernetzung der Qubits und die Integration von Hardware mit intelligenter Software. Mit der Einführung von Qiskit Runtime, einer optimierten Entwicklungsumgebung, ermöglicht IBM Entwicklern, schneller und effizienter Quantenalgorithmen zu erstellen und Fehler besser zu kontrollieren. Die Software abstrahiert die physische Komplexität der Hardware, sodass Entwickler sich stärker auf die Anwendung der Technologie konzentrieren können. Zusätzlich zur Osprey-Plattform hat IBM als Teil seiner langfristigen Strategie das Quantum System Two angekündigt.
Dieses Konzept eines Quanten-Hauptrechners soll es erlauben, mehrere Quantenprozessoren miteinander zu verbinden und über Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsleitungen als ein integriertes System zu betreiben. Mit dieser Aggregation von Quantenressourcen möchte IBM eine neue Klasse von Quanten-Supercomputern schaffen, die die Lücke zwischen Forschung und kommerziellen Einsatzmöglichkeiten schließen. Der Blick in die Zukunft zeigt, dass IBM bereits an den Nachfolgeprozessoren Condor und Flamingo arbeitet, die in den Jahren 2023 und 2024 auf den Markt kommen sollen und über 1.121 bzw. 1.
386 Qubits verfügen werden. Der Höhepunkt ist für 2025 geplant, wenn der Kookaburra-Prozessor mit über 4.000 Qubits die nächste technologische Revolution einläuten soll. Damit würde IBM nicht nur seine Dominanz auf dem Gebiet der Quanteninformatik weiter ausbauen, sondern auch neue Maßstäbe für die Entwicklung von Quantenanwendungen setzen, die wissenschaftliche, finanzielle oder logistische Probleme effektiv adressieren können. Die Potenziale der Quantencomputer liegen vor allem in ihren einzigartigen Rechenprinzipien, die auf den Gesetzen der Quantenmechanik basieren.
Sie nutzen Superposition und Verschränkung, um komplexe Berechnungen in einer Weise durchzuführen, die klassischen Computern grundsätzlich verschlossen bleiben. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in der Materialforschung, Kryptographie, Optimierung und künstlichen Intelligenz. Die Herausforderungen bleiben jedoch groß, denn bis Quantencomputer wirklich alltäglich und über das Experimentierstadium hinaus einsetzbar sind, sind noch bedeutende technologische und konzeptionelle Innovationen notwendig. Die Hardware muss nicht nur größer, sondern vor allem auch zuverlässiger und zugänglicher werden. IBM arbeitet deshalb eng mit wissenschaftlichen Institutionen, Industriepartnern und Entwicklern zusammen, um eine ganzheitliche Quanteninfrastruktur zu schaffen.
Mit dem Osprey-Prozessor hat IBM bewiesen, dass kontinuierliche Fortschritte möglich sind und die Quantencomputer-Technologie sich in rasantem Tempo weiterentwickelt. Die Kombination aus fortschrittlicher Hardware, leistungsfähigen Entwicklungstools und dem Visionär des Quantum System Two zeigt, dass IBM auf dem besten Weg ist, den praktischen Nutzen von Quantencomputern großer Reichweite zu realisieren. Diese Entwicklungen werden die IT-Branche, die Forschung und viele weitere Wirtschaftsbereiche nachhaltig prägen. Unternehmen, die frühzeitig auf Quantencomputing-Technologien setzen, können davon profitieren, indem sie komplexe Probleme beschleunigt lösen und innovative Produkte und Dienstleistungen entwickeln. Gleichzeitig bietet der Aufstieg von Quantencomputern neue Herausforderungen für den Datenschutz und die IT-Sicherheit, da die Quantenrechner auch Verschlüsselungstechnologien aufbrechen könnten.
Insgesamt beschreibt der Osprey-Prozessor von IBM einen bedeutenden Meilenstein auf dem Weg zur Quantenüberlegenheit. Mit stetiger Verbesserung der Qubit-Zahl, der Stabilität von Quantenoperationen und dem Aufbau eines federführenden Quanten-Ökosystems zeigt IBM, wie die Zukunft der Rechenwelt gestaltet werden kann. Die kommenden Jahre versprechen, eine spannende Zeit für die Quantencomputer-Technologie zu werden, die vielleicht schon bald einen ganz normalen Platz in Forschung und Industrie einnehmen wird.
