Quantencomputer werden immer wichtiger für unsere Gesellschaft. Der weltweite Bedarf steigt. Das Innsbrucker Start-up ParityQC hat die Architektur dafür entwickelt. Hinter dem Startup stehen die Unternehmerin Magdalena Hauser aus der Forbes „Under 30“-Liste und der Wissenschaftler Wolfgang Lechner. Gemeinsam arbeiten sie an einer neuen Zukunft, die die österreichische Quanten-Architektur zum Standard machen soll, der weltweit eingesetzt wird.
Im Jahr 2019 wurde das Start-up ParityQC gegründet, geführt wird das Unternehmen von Magdalena Hauser, die 2018 auf der Forbes-Liste „Under 30 DACH“ stand und Wolfgang Lechner. Das Start-up hat sich eine der größten Zukunftsbranchen ausgesucht, denn Fortschritte bei Quantencomputern könnten unser Leben grundlegend verändern. Unsere digitale Welt basiert auf zwei Zuständen: 0 und 1. Das liegt daran, dass Bits, auf denen unsere gängigen Computersysteme basieren, nur entweder den Wert 0 oder 1 haben können. Jede App, jedes Smartphone, jeder PC basiert auf Millionen dieser Bits, die jeweils eine Kombination aus Nullen und Einsen darstellen. Das Problem dabei ist, dass unsere Welt nicht so funktioniert.
Die reale Welt besteht aus mehr als 0 und 1
Es gibt Grauzonen, Nuancen, und die Natur kennt mehr als zwei sich gegenseitig ausschließende Bedingungen. Die meiste Zeit über basiert unsere Welt auf Ungewissheit. Diese Ungewissheit wird nicht einmal von Supercomputern erfasst. Physiker*innen haben daher begonnen, die Grenzen des Möglichen zu testen und ein neues Gebiet geschaffen: die Quantenmechanik. Um Rechenoperationen unter Einbeziehung der Ungewissheit durchführen zu können, braucht es neue Computer: Quantencomputer. Sie basieren auf Qubits, die im Gegensatz zu normalen Bits auch zu „Überlagerungen“ fähig sind: Statt nur im Zustand 0 oder 1 zu existieren, können sie auch gleichzeitig 0 und 1 sein – oder jeden beliebigen Zustand im Spektrum.
Software und Hardware gehen Hand in Hand
Optimierungsprobleme sind in der realen Welt allgegenwärtig, vom Gesundheitswesen bis zum Finanzwesen, von der Fertigung bis zur Logistik. Um diese Probleme zu lösen, bedarf es nun immer häufiger Quantencomputer, die sehr große Systeme und komplexe Chip-Layouts benötigen. Die ParityQC-Architektur trennt das Problem von der Hardware und führt ein revolutionäres parallelisierbares Design ein. Infolgedessen kann ein und derselbe Chip jedes Optimierungsproblem lösen. Das Endergebnis ist eine einfache und parallelisierbare Struktur, die eine einfache Skalierbarkeit und vollständige Programmierbarkeit gewährleistet. Die Architektur bietet Vorteile für alle derzeit verfügbaren 2D-Hardware-Plattformen und sowohl für digitale als auch analoge Methoden.
Die perfekt abgestimmte Quanten-Architektur
Der Schlüssel zu einem perfekt abgestimmten Quantencomputer liegt in der gleichzeitigen Entwicklung von Hardware und Software: Dieser Ansatz soll sicherstellen, dass in naher Zukunft Quantenvorteile erzielt werden. Das Betriebssystem von ParityQC, ParityOS, bietet über eine Cloud Zugang zu allen Vorteilen der selbst entwickelten Architektur. So werden industrie-relevante Optimierungsprobleme deutlich schneller als mit den gängigen Standardansätzen gelöst. Das Unternehmen hat bereits internationale Kunden wie den japanischen Elektronik-Riesen NEC oder ColdQuanta gewonnen, das für DARPA, die Forschungseinrichtung des US-Verteidigungsministeriums, an Lösungen für Quantum Computing arbeitet.
Die Konkurrenz ist groß
Tech-Giganten wie Google und IBM forschen intensiv an der Technologie, während Unternehmen wie Daimler, Volkswagen und Airbus auf mögliche Anwendungen hoffen. Die USA investieren eine Milliarde Dollar in Forschungszentren für künstliche Intelligenz (KI) und Quantencomputer; die EU stellt im Rahmen des Flaggschiffs für Quantentechnologien denselben Betrag bereit. China plant unbestätigten Gerüchten zufolge Investitionen in Höhe von satten 10 Milliarden Dollar. Auch Privatinvestoren haben ein Geschäft gewittert: Im Jahr 2015 gab es in den USA nur zwei Deals im Wert von vier Millionen US-Dollar in diesem Bereich – in den ersten fünf Monaten des Jahres 2020 erhielten entsprechende Start-ups jedoch rund 300 Millionen US-Dollar, so der Datenanbieter Pitchbook. Der Kurs bei ParityQC stimmt und das Potenzial neue Maßstäbe für Quantencomputer zu setzen besteht allemal. Wir dürfen gespannt sein, ob das Ziel erreicht werden kann, den weltweiten Standard für diese Technologie zu setzen.