In München haben Entwickler und Wissenschaftler einen Hybriden aus klassischem Supercomputer und neuartigen Quantencomputer geschaffen. Erstmals sei es gelungen, einen Quantenprozessor in einen Höchstleistungscomputer zu integrieren, erklärte das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) am Dienstag bei der Vorstellung des Projekts namens Q-Exa in Garching bei München. Erfolgreiche Testläufe hätten gezeigt, dass die beiden Technologien zusammen funktionierten. Das System soll nun demnächst für Forschungszwecke geöffnet werden.
Bei Q-Exa arbeitet ein auf supraleitenden Schaltkreisen basierender Quantencomputer des finnisch-deutschen Start-ups IQM mit 20 Qubits mit dem klassischen Supercomputer SuperMUC-NG am LRZ zusammen. Die beiden Rechner tauschen dabei Aufträge miteinander aus.
Quantencomputer funktionieren grundlegend anders als klassische Rechner. Sie nutzen nicht nur Einsen und Nullen als Basis ihrer Berechnungen, sondern auch Zwischenzustände. Das ermöglicht vollkommen andere Methoden zur Berechnung und Lösung von Problemen. Dadurch - so die Hoffnung - sollen sie Aufgaben, an denen aktuell auch die stärksten Rechner der Welt scheitern, künftig handhabbar machen.
Allerdings seien die Quantencomputer schwer zu stabilisieren und auch an grundlegenden Programmierumgebungen und Software werde noch gearbeitet, heißt es vom LRZ. Die Zusammenarbeit mit Supercomputern soll sie einerseits alltagstauglich machen, andererseits die Supercomputer beschleunigen und helfen, Leistungsgrenzen zu überwinden, denen mit klassischer Prozessortechnologie nicht beizukommen ist.
«Mit unseren Partnern haben wir es in kurzer Zeit geschafft, den ersten Quantencomputer in unsere Supercomputer zu integrieren und für den Einsatz in der Wissenschaft zu befähigen», sagte der Leiter des LRZ, Dieter Kranzlmüller. «Wir sind schon sehr gespannt darauf, wie sich das hybride System im Arbeitsalltag bewährt und wie wir damit die Zukunftstechnologie Quantencomputing weiterentwickeln können.»
Der bayerische Wissenschaftsminister Markus Blume (CSU) sprach von einem internationalen Durchbruch. Ihm zufolge ist es die «weltweit erste Vollintegration eines Quantencomputers in einen klassischen Supercomputer.» Der nächste Meilenstein werde jetzt die Öffnung in einem Pilotbetrieb für Forschende sein. «Diese können dann eigene Anwendungsideen erproben und weiterentwickeln. So können die klügsten Köpfe unseres Landes an heute noch undenkbaren Lösungen für Probleme in verschiedensten Bereichen von der Medizin über Materialwissenschaften bis zum Finanzwesen forschen.» Das Projekt wurde vom Bundesforschungsministerium mit rund 40 Millionen Euro gefördert.
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