Normale Computer rechnen mit sogenannten Bits. Quantencomputer hingegen nutzen Qubits, die gleichzeitig viele Zustände annehmen können. Vereinfacht gesagt: Sie können viele Möglichkeiten auf einmal durchrechnen, statt eine nach der anderen. Dadurch könnten sie bestimmte Probleme lösen, an denen selbst die leistungsfähigsten heutigen Supercomputer scheitern oder jahrelang rechnen würden.

Konkrete Anwendungsfelder liegen in der Entwicklung neuer Medikamente, komplexer Finanzmodelle oder dem Design neuer Materialien. Bislang ist Quantencomputing aber noch weitgehend Forschungsgebiet. Der Schritt in die Praxis ist das eigentlich Schwierige.

Das Innsbrucker Quanten-Unternehmen ParityQC soll gemeinsam mit IBM einen neuen Weltrekord bei der Quanten-Fourier-Transformation (QFT) aufgestellt haben. Konkret wurde dabei die bislang größte jemals gemessene QFT auf einem IBM Quantum Heron-Prozessor realisiert – mit 52 supraleitenden Qubits. Der bisherige Benchmark lag bei 27 Ionenfallen-Qubits und wurde erst vor 24 Monaten gesetzt. Die Kapazität wurde damit fast verdoppelt.

Europäische Quanteninnovation

Im Fokus der Leistung steht die Parity-Twine-Architektur des Unternehmens. Sie reduziert die Anzahl der notwendigen Rechenschritte erheblich, senkt das angesammelte Rauschen und erhöht die Genauigkeit. Das gelinge laut Unternehmen deshalb, weil auf sogenannte SWAP-Gatter verzichtet werden kann, die auf vielen Hardware-Plattformen eine Hauptquelle für Fehler und Overhead darstellen. Laut eigenen Angaben skaliert der Leistungsvorteil von Parity Twine gegenüber bekannten Alternativen exponentiell mit der Anzahl der Qubits.

„Dieser Meilenstein war nur durch die Synergie von IBMs neuester Quantenhardware und der ParityQC-Architektur möglich, die eine exponentielle Effizienzsteigerung ermöglicht“, sagen die Co-CEOs Wolfgang Lechner und Magdalena Hauser. Und weiter: „Was wir hier erleben, ist, dass die europäische Quanteninnovation weltweit eine Vorreiterrolle dabei einnimmt, theoretisches Potenzial in reale Leistung umzusetzen.“

Große Hoffnungen

Hermann Hauser, Investor bei ParityQC und Mitgründer des Chip-Architektur-Unternehmens ARM, zieht einen historischen Vergleich: „So wie die Verdopplung der Transistordichte einst das Zeitalter der integrierten Schaltkreise einläutete, markiert die Verdopplung der Quantencomputing-Kapazität den Eintritt des Quantencomputings in seine eigene Ära der exponentiellen Skalierung.“ Gemeint ist: Was damals mit normalen Chips passiert ist, dass sie immer leistungsfähiger wurden und eine ganze Industrie entstanden ist, könnte nun beim Quantencomputing beginnen.

„Die Demonstration von ParityQC, dass ihre Parity Twine-Anwendung diesen QFT-Benchmark erreicht hat – unter Verwendung von IBM-Quantenhardware –, ist ein vielversprechendes Beispiel dafür, wie die Anwendung auch auf Hardware-angepasste Implementierungen von Algorithmen ausgeweitet werden könnte, die komplexe, für die Industrie nützliche Optimierungsprobleme lösen, während sich unsere Hardware gemäß unserer Roadmap verbessert“, kommentiert Scott Crowder, Vice President bei IBM Quantum Adoption.

ParityQC als Vorzeige-Unternehmen im Quantenbereich

Das von Wolfgang Lechner und Magdalena Hauser gegründete Spinoff ParityQC gilt als eines der österreichischen Vorzeige-Unternehmen im Bereich Quantencomputer. Das Unternehmen wurde 2020 in Innsbruck gegründet und entwickelt eine Technologie, die auf einer patentierten Idee basiert, die Quantenphysiker Lechner in den 2010er-Jahren an der Universität Innsbruck entwickelt hat (brutkasten berichtete).

ParityQC baut dabei selbst keine Hardware. Das Unternehmen spezialisiert sich auf Quantenarchitektur. Dank Kunden wie dem japanischen Konzern NEC ist das Unternehmen nach eigenen Angaben seit 2023 profitabel – eine Seltenheit in der Quantenbranche (brutkasten berichtete).