Irgendwas zwischen Null und Eins

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Das Potenzial des Quantencomputings

Die Begeisterung für die Quantenphysik packte Tutschku durch das Doppelspaltexperiment: In dem Experiment gibt es eine Elektronenkanone und eine Aufschlagsfläche. Dazwischen sind zwei Spalte. Durch diese beiden Spalte werden Elektronen geschossen bis sie auf der Aufschlagsfläche ankommen. Dabei können sie entweder durch den einen oder durch den anderen Spalt fliegen. Solange die Physiker*innen jedoch nicht messen, durch welchen Spalt sie fliegen, gibt es einen Zeitraum in dem die Elektronen durch beide Spalte fliegen. Tutschku beschreibt es noch einmal anders: „Stellen Sie sich ein Badezimmer vor, dass den Gesetzen der Quantenmechanik folgt. Ich stehe draußen und die Tür ist verschlossen. So lange ich die Tür nicht aufmache, ist das Licht beides: an und aus. Genau das passiert auf der Quantenebene.“ Für das Computing heißt das konkret, dass es nicht nur den einen Spalt oder den anderen Spalt, also Null oder Eins gibt, die codiert werden können, sondern ein Dazwischen. Können Wissenschaftler*innen diese Quantenebene programmieren und nutzbar machen, erhöht sich die Rechenleistung der Computer enorm.

Gemeinsam mit seinem Team arbeitet Tutschku an dem SEQUOIA-Projekt. Dieses Kürzel steht für den langen Namen „Software-Engineering industrieller Quantenanwendungen und -algorithmen“. Zu den Hauptaufgaben des Teams gehört der Aufbau eines Anwendungszentrums für Quantencomputing, die Entwicklung von Softwarekomponenten für beispielsweise hybride Lösungen und die Etablierung von Quantenanwendungen oder Schulungsangebote für Unternehmen.

Dafür braucht es einen einsatzfähigen Quantencomputer. Sie greifen auf den Quantencomputer IBM Q System One zurück. Dieser macht sich unter anderem eine bestimmte Eigenschaft von Metallen zu Nutze, um die Rechenleistung zu optimieren. Denn wenn Metalle sehr kalt werden, dann können sie annähernd widerstandslos leiten. Forscher*innen nennen das eine Supraleitung. Der Chip befindet sich deswegen an der Spitze eines riesigen Apparates, der flüssiges Helium enthält, um das Metall auf eine Temperatur zu kühlen, die nicht mal im All vorherrscht. Eiskalt diese Zukunftstechnologie!