Tech-Giganten im Quantencomputing-Wettlauf: Wer dominiert das Jahrzehnt?

Quantencomputing wird zum Schlachtfeld der Tech-Riesen. Google, IBM und Startups wie Rigetti jagen nach dem nächsten Quantensprung – während Investoren schon die nächste Blase wittern.

Die Hardware-Revolution

Qubits statt Bits: Quantenprozessoren brechen Rekorde, aber die Fehlerraten bleiben hoch. Wer schafft den ersten kommerziell nutzbaren Chip?

Das Software-Dilemma

Quantenalgorithmen brauchen völlig neue Programmieransätze. Microsofts Q# und Golets Cirq kämpfen um Entwicklergunst – während klassische IT-Abteilungen noch mit Blockchain-Projekten beschäftigt sind.

Der Investment-Hype

VCs pumpen Milliarden in Quanten-Startups. Obwohl keines profitabel ist, werden Bewertungen in schwindelerregende Höhen getrieben – erinnert irgendjemand an die KI-Blase von 2023?

Unternehmen drängen darauf, Skalierungsprobleme zu lösen

Amazons Quantenhardware-Chef Oskar Painter warnte, dass die industrielle Entwicklung trotz wichtiger Meilensteine in der Physik noch 15 bis 30 Jahre dauern könne. Für eine sinnvolle Leistung Sei der Sprung von weniger als 200 Qubits – den grundlegenden Quanteneinheiten – auf über eine Million nötig.

Die Skalierung wird durch die Instabilität der Qubits erschwert, die ihren nutzbaren Zustand auf Sekundenbruchteile begrenzt. IBMs Condor-Chip mit 433 Qubits zeigte Interferenzen zwischen den Komponenten, ein Problem, das Subodh Kulkarni, CEO von Rigetti Computing, als „ein fieses physikalisches Problem“ bezeichnete. IBM gab an, mit diesem Problem gerechnet zu haben und setzt nun einen anderen Koppler ein, um die Interferenzen zu reduzieren.

Frühe Systeme nutzten zur Leistungssteigerung individuell abgestimmte Qubits, doch das ist im großen Maßstab nicht umsetzbar. Unternehmen entwickeln nun zuverlässigere Komponenten und kostengünstigere Herstellungsverfahren.

Google hat sich das Ziel gesetzt, die Teilepreise zu verzehnfachen und ein vollwertiges System für eine Milliarde Dollar zu bauen. Fehlerkorrektur, d. h. die Duplizierung von Daten über mehrere Qubits hinweg, damit der Verlust eines Qubits die Ergebnisse nicht verfälscht, gilt als Voraussetzung für die Skalierung.

Google ist der einzige Anbieter, der einen Chip vorstellt, bei dem die Fehlerkorrektur mit dem Wachstum des Systems verbessert wird. Kelly sagte, das Überspringen dieses Schritts würde zu einer „sehr teuren Maschine führen, die Rauschen ausgibt“.

Konkurrierende Entwürfe und staatliche Unterstützung

IBM setzt auf eine andere Fehlerkorrekturmethode namens Low-Density-Parity-Check-Code, die nach eigenen Angaben 90 Prozent weniger Qubits benötigt als Googles Surface-Code-Ansatz. Surface-Code verbindet jedes Qubit in einem Raster mit seinen Nachbarn, benötigt aber für eine sinnvolle Arbeit mehr als eine Million Qubits.

IBMs Methode erfordert Fernverbindungen zwischen Qubits, die sich nur schwer konstruieren lassen. IBM gibt an, dies nun erreicht zu haben. Analysten wie Mark Horvath von Gartner weisen jedoch darauf hin, dass das Konzept bislang nur in der Theorie existiert und sich in der Fertigung noch bewähren muss.

Weitere technische Hürden bleiben bestehen: die Vereinfachung der Verkabelung, die Verbindung mehrerer Chips zu Modulen und der Bau größerer Kryokühlschränke, um die Systeme nahe dem absoluten Nullpunkt zu halten.

Supraleitende Qubits, die von IBM und Google verwendet werden, zeigen zwar Tron Fortschritte, sind aber schwer zu kontrollieren. Alternativen wie gefangene Ionen, neutrale Atome und Photonen sind stabiler, aber langsamer und lassen sich schwerer zu großen Systemen verbinden.

Sebastian Weidt, CEO des britischen Unternehmens Universal Quantum, sagt, dass staatliche Förderentscheidungen das Feld wahrscheinlich auf wenige Kandidaten eingrenzen werden. DARPA, die Forschungsagentur des Pentagons, hat eine Untersuchung eingeleitet, um den schnellsten Weg zu einem praxistauglichen Systemdent.

Amazon und Microsoft experimentieren mit neuen Qubit-Designs, darunter auch exotische Materiezustände, während etablierte Unternehmen ältere Technologien weiterentwickeln. „Nur weil es schwierig ist, heißt das nicht, dass es nicht möglich ist“, fasste Horvath die Entschlossenheit der Branche zusammen, die Millionen-Qubit-Marke zu erreichen.

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