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IBM startet Quanten-Computing aus der Cloud

Quanten-Computing für jedermann: Das bietet das IBM-Forschungslabor in Yorktown Heights im US-Bundesstaat New York, indem es fortan einen Quantenprozessor über die Cloud zur Verfügung stellt.

17.05.2016 Jens Stark
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IBM stellt seine Quanten-Technologie nun der Öffentlichkeit als Cloud-Dienst zur Verfügung. (Foto: winui / Shutterstock.com)

IBM Research

IBM Research, der Forschungsarm des IT-Riesen, macht fortan erstmals einen Quantencomputer öffentlich zugänglich. Ab sofort kann jeder Interessierte mittels Desktop-Computer oder Mobilgerät über die Cloud von IBM auf einen Quantenprozessor bestehend aus fünf Quantenbits (Qubits) zugreifen und Experimente durchführen.

Das Programm läuft unter der Bezeichnung "IBM Quantum Experience". Die Plattform bietet Nutzern verschiedene Möglichkeiten, Quanten-Computing auszuprobieren und zu entdecken. Sie können verschiedene Algorithmen testen und Experimente auf dem Quantenprozessor durchführen, mit den individuellen Qubits arbeiten sowie in Online-Seminaren und Simulationen mehr darüber erfahren, was Quantencomputer alles ermöglichen könnten.

Der zur Verfügung gestellte Quantenprozessor befindet sich am "IBM T.J. Watson Research Center", dem Hauptsitz der IBM-Forschung in Yorktown Heights im US-Bundesstaat New York. Er besteht aus fünf supraleitenden Qubits auf einem Siliziumchip. Die Qubits wurden mittels eines Standardverfahrens der Siliziumtechnologie hergestellt.

Erster Schritt zum Quantencomputer

Der Quantenprozessor von IBM ist ein erster Schritt auf dem Weg zum universellen Quantencomputer. Dieser könnte dereinst für einige wichtige Anwendungen in Wissenschaft und Industrie exponentiell schneller sein als klassische Computer. Anwendungen bei Optimierungsproblemen und der chemischen Forschung werden voraussichtlich die ersten sein, die durch Quantencomputer massiv beschleunigt werden können.

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IBM-Forscher Jay Gambetta zeigt die Benutzerschnittstelle, mit der auf den Quantenprozessor zugegriffen werden kann. (Foto: IBM Research)

Auch wenn es einen solchen Quantenrechner noch nicht gibt, erwartet IBM, dass mittelgroße Systeme mit 50-100 Qubits im nächsten Jahrzehnt realisiert werden können. Ein solcher Rechner wäre heutigen Supercomputern überlegen.

"Quantencomputer unterscheiden sich erheblich von heutigen Computern - nicht nur in ihren Bestandteilen, sondern besonders in dem, was sie können", sagt Arvind Krishna, von IBM Research. Dies sei die Geburtsstunde des Cloud-basierten Quanten-Computings, führt er weiter aus. „Indem wir der Öffentlichkeit Zugang zu IBMs experimentellem Quantensystem geben, wird es für Forscher und die wissenschaftliche Gemeinschaft einfacher, Innovationen im Bereich der Quantentechnologie zu voranzutreiben und neue Anwendungsfelder zu entdecken“, meint Krishna.

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In diesen Kühlschränken werden die Qubits fast auf den absoluten Nullpunkt (0 Grad Kelvin oder -273 Grad Celsius) abgekühlt. (Foto: IBM Research)

Der Aufbau der Quantum Experience von IBM

Quanteninformationen sind sehr empfindlich, da Qubits bei der Wechselwirkung mit Materie und elektromagnetischer Strahlung ihre Information verlieren. Um dies zu vermeiden, befinden sich Quantenprozessoren in einem "Tiefsttemperatur-Kühlschrank". Den IBM-Wissenschaftlern gelangen einige wichtige Entwicklungsfortschritte sowohl in der Herstellung der Qubits, als auch bei deren elektronischen Ansteuerung, um so erstmals einen Prozessor mit fünf Qubits zur Verfügung zu stellen.

Auf der Software-Seite wurde ein Benutzerinterface erstellt, das es Nutzern erlaubt, über die Cloud auf den Quantencomputer zuzugreifen. Für das Team ist dies nur der Beginn einer neuen Anwendergemeinschaft, die sich mit Quantencomputern und ihren Fähigkeiten befasst. Zukünftig haben die Nutzer die Möglichkeit, mit ihren Ergebnissen zu dieser Community auf der „IBM Quantum Experience“-Plattform beizutragen. Die IBM-Wissenschaftler werden ihre neuesten Forschungsfortschritte dort ebenfalls veröffentlichen. IBM plant nach und nach weitere Qubits und neue Prozessor-Generationen zu der Plattform hinzuzufügen.

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