Mehrere Unternehmen, sowohl kommerzielle als auch akademische, arbeiten 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? Das Quantenvolumen (quantum volume) ist derzeit einer der am häufigsten verwendeten Referenzwerte, der eine, auf eine Zahl reduzierte Aussage über die Gesamtfähigkeiten eines Quantensystems liefert. Drei Hauptfaktoren und komplexe Berechnungen bestimmen das Quantenvolumen: Anzahl der Qubits, Fehlerraten und Konnektivität der Qubits.
Alpine Quantum Systems AQT, ein Spin-off der Universität Innsbruck und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, hat nun einen neuen Rekord in Europa aufgestellt: ein Quantenvolumen von 128. Dies ist die höchste Zahl, die je in einem europäischen System erreicht wurde. „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 von AQT. Diese Errungenschaft folgt auf frühere international anerkannte Demonstrationen, bei denen AQT-Lösungen zum Einsatz kamen, wie z.B. an der Universität Innsbruck, die mit einem AQT-System den Weltrekord für die größte Anzahl verschränkter Qubits aufstellte, oder die Demonstration von fehlertoleranten Fehlerkorrektur-Routinen.
Der weltweit führende Quantencomputer in 19-Zoll-Racks
Das PINE System wurde von der AQT entwickelt. Ein erster Prototyp wurde im Rahmen des European Quantum Technology Flagship-Projekts 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. Das System arbeitet bei Raumtemperatur und benötigt weniger als 2 kW Strom – das entspricht etwa dem Verbrauch eines Wasserkochers.
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. Dr. Juris Ulmanis, der die Forschungsaktivitäten bei AQT leitet, erklärt: „AQT-Lösungen wurden als Testumgebung verwendet, um die Vorteile von Quanten in den Bereichen Chemie, Portfolio-Optimierung, Risikoanalyse, Quantensicherheit und Entschlüsselung zu untersuchen.“ Zukünftige Verbesserungen und die Zugänglichkeit der Cloud werden dazu beitragen, neue Lösungen in Europa zu realisieren.