Ehrgeiziges Ziel: Innerhalb der nächsten drei Jahre soll in Europa der weltweit leistungsstärkste Quantencomputer entstehen – ein Rechner mit 100 Qubits und supraleitenden Schaltkreisen. Der von zehn europäischen Partnern entwickelte Quantencomputer wird am Forschungszentrum
Jülich stehen und soll unter anderem Abläufe in Chemie und Materialwissenschaft simulieren und das maschinelle Lernen beschleunigen. Das Projekt „OpenSuperQ“ bekommt dafür zehn Millionen Euro von der EU.
Quantencomputer gelten als Rechner der Zukunft. Dank quantenphysikalischer Phänomene wie der Überlagerung und Verschränkung können die aus Atomen, Ionen oder anderen kleinsten Teilchen bestehenden Quantenbits selbst komplexe Aufgaben parallel abarbeiten. Sie können daher viel höhere Leistungen erreichen als konventionelle Computer und auch Aufgaben bewältigen, die für herkömmliche Rechner zu komplex sind.
Entsprechend fieberhaft arbeiten Wissenschaftler in aller Welt daran, die Quantentechnologie praktisch nutzbar zu machen. Inzwischen gibt es bereits erste kommerzielle Quantencomputer, zwei verschiedene Versionen solcher Rechner haben sich im Duell gemessen und auch die Menge der Qubits in Quantencomputern und -simulatoren steigt – bis zu 50 Quantenbits wurden bereits erreicht.
Rechenkraft von 100 Quantenbits
Doch europäische Forscher wollen nun noch höher hinaus: Ziel des Projekts „OpenSuperQ“ ist es, bis zum Jahr 2021 einen funktionsfähigen Quantencomputer mit 100 Quantenbits zu konstruieren. Mit dieser Größe wäre er der erste Quantenrechner dieses Maßstabs in Europa und auch weltweit unter vergleichbaren Systemen führend. „Das ist eine Größe, mit der dieser Quantencomputer die heutigen Supercomputer klassischen Typs bei bestimmten Aufgaben weit hinter sich lassen wird“, heißt es auf der Projektseite.
Der Quantencomputer soll auf supraleitenden Schaltkreisen basieren und mit einer Open-Source-Software betrieben werden. Das Betriebssystem kann dadurch von den Nutzern fortgeschrieben und verbessert werden. „Dieser offene und integrative Ansatz ist eines der hervorstechendsten Merkmale von ‚OpenSuperQ'“, sagt Projektkoordinator Frank Wilhelm-Mauch von der Universität des Saarlandes. Zehn Partner aus Wissenschaft und Industrie sind am Projekt beteiligt.
Allzweck-Rechner auf Quantenbasis
Während Quantensimulatoren nur bestimmte Aufgaben lösen können, soll der neue „SuperQ“ ein echter Quantencomputer sein – und damit sozusagen ein Alleskönner. Dennoch wird er bestimmte Aufgabenschwerpunkte haben: „Zwar ist er als Allzweck-Quantencomputer ausgelegt, dennoch liegen seine Hauptanwendungen in der Simulation von Abläufen in Chemie und Materialwissenschaft sowie beim maschinellen Lernen“, erklären die Forscher.
Standort des neuen europäischen „Quantenboliden“ wird das Forschungszentrum Jülich, über die Cloud sollen dann Nutzer aus ganz Europa und der Welt Zugang zum System bekommen. „Dieser Standort wird sicherlich befeuern, dass Ideen aus der Wissenschaft rasch in Anwendungen umgesetzt werden“, sagt Wilhelm-Mauch. Das Projekt „OpenSuperQ“ ist Teil des eine Milliarde Euro schweren Flagship-Programms der EU-Kommission zur Erforschung von Quantentechnologien. Es wird mit rund zehn Millionen Euro gefördert.
(Universität des Saarlandes, 30.10.2018 – NPO)
