Quanten-Durchbruch? IBM reklamiert Quantum Advantage

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Erleben wir gerade den Beginn des Quanten-Zeitalters und stehen vor dem Ende der klassischen Computer-Ära? Das könnte der Fall sein, wenn stimmt, was IBM, die University of Chicago, Qedma und Algorithmiq für sich beanspruchen. Die Partner wollen das Quantum Advantage erreicht haben.

Unter Quantum Advantage, häufig auch als Quantum Supremacy bezeichnet, versteht man den sogenannten Quantenvorteil. Dieser bezeichnet den Punkt, an dem ein Quantencomputer eine konkrete Rechenaufgabe schneller, effizienter oder genauer löst als jeder herkömmliche klassische Supercomputer. Und zwar innerhalb weniger Sekunden, während ein Supercomputer für die Berechnung Tausende von Jahren bräuchte. Ein anderes Kriterium ist, dass die Quantenrechner Probleme lösen, die mit klassischen Computern nicht zu lösen sind.

Das Rennen um die Überlegenheit

Allerdings sind IBM und seine Partner nicht die ersten, die für sich beanspruchen, das Stadium des Quantum Advantage erreicht zu haben. Bereits 2019 reklamierte Google für sich, mit dem Quantenprozessor Sycamore die Quantum Supremacy erreicht zu haben. So habe man eine Berechnung in 200 Sekunden getätigt, für die ein Supercomputer etwa 10.000 Jahre bräuchte.

Die Freude über diesen angeblichen Durchbruch währte jedoch nicht lange. IBM-Wissenschaftler widerlegten in einem Whitepaper Googles Darstellung: Mit einer optimierten Speichernutzung und weiteren Rechenkniffs ließe sich der geschilderte Algorithmus auf einem Supercomputer in rund 2,5 Tagen berechnen.

Zuletzt wollte Google 2025 mit der QPU Willow und dem Algorithmus Quantum Echoes einen verifizierbaren Quantenvorteil erreicht haben. Doch die Wissenschafts-Community hatte ihre Bedenken und bezweifelte die Darstellung.

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Auch China glaubt man nicht

Mit Skepsis hat auch China zu kämpfen. Wissenschaftler der Volksrepublik beanspruchten bereits mehrmals für sich, ein Quantum Advantage erreicht zu haben. So etwa 2020 mit der QPU Jiuzhang, 2025 mit Zuchongzhi 3.0 und zuletzt 2026 mit dem Prozessor Jiuzhang 4.0.

Gelingt IBM der Durchbruch?

Von der westlichen Forschungs-Community wurden und werden diese Erfolge jedoch angezweifelt und nicht anerkannt. Als Grund führend die Wissenschaftler an, dass man die Ergebnisse nicht zuverlässig und nachvollziehbar verifizieren könne. Sprich, sie seien nicht überprüfbar. Dies veranlasste erst kürzlich die Autoren einer Fraunhofer-Studie zu der Aussage, dass es noch keiner Plattform gelungen sei, einen robusten und industriell relevanten Quantenvorteil nachzuweisen. Schließlich seien Herausforderungen nach wie vor groß – wie etwa Fehlerkorrektur oder Skalierung. 

Genau dies will IBM mit seinen Partnern jetzt aber geschafft haben. Die jetzt erzielten Durchbrüche, so Big Blue, lieferten die Antwort und würden den Beginn einer Phase markieren, in der Unternehmen der Quantentechnologie voll vertrauen können.

15 Minuten gegen die Ewigkeit

Ein Beispiel dafür ist die Kooperation von IBM und der University of Chicago.Dort gelang es den Forschern, 70 logische Qubits mithilfe völlig neuer Fehlerkorrektur-Methoden zu kodieren. Anschließen hatte der Rechner ein Problem zu lösen, an dem klassische Computer praktisch scheitern. Der Quantencomputer schloss die Berechnung in nur 15 Minuten ab. Die Qualität des Ergebnisses konnte dabei zweifelsfrei nachgewiesen werden.

In Zusammenarbeit mit Qedma wiederum simulierte man physikalische Prozesse, die für klassische Simulationen schlicht zu komplex sind. Durch den Einsatz der Software QESEM zur Fehlerreduktion konnten langlebige Quantendynamiken in Systemen mit bis zu 74 Qubits beobachtet werden. Dies könnte den Weg für die Entwicklung besserer Supraleiter und fortschrittlicher optoelektronischer Materialien ebnen.

Mit Algorithmiq demonstrierte IBM schließlich, wie Quantencomputer bei der Entwicklung von Batterieelektrolyten und Katalysatoren helfen können. Da die Modellierung dieser realen Materialien klassisch extrem kostspielig ist, entwickelte das Team ein Framework, das durch gezielte Manipulation des Quantenrauschens und Tests auf verschiedenen Prozessoren die Präzision der Ergebnisse garantierte.

Meilenstein des Vertrauens?

Der Unterschied zu früheren Quantum-Advantage-Ansprüchen liegt darin, dass IBM behauptet, seine Ergebnisse verifizieren zu können. Sollte dies Bestand haben, könnte das der Beginn der Ära der vertrauenswürdigen Quantenberechnungen sein.