Mächtiger als die Sterne: Quantinuum präsentiert den Quantencomputer Helios

Quantinuum hat mit der offiziellen Vorstellung von Helios, einem Quantencomputer der nächsten Generation, die Spielregeln der Rechenleistung grundlegend neu definiert. Dieses System, das technische Meilensteine erreicht, die man noch vor Kurzem für Jahrzehnte entfernt hielt, zielt darauf ab, die Quanteninformatik direkt aus den experimentellen Physiklabors in kommerzielle Arbeitsabläufe zu überführen. Dabei liegt der Fokus klar auf der Beschleunigung hochkomplexer Bereiche wie der künstlichen Intelligenz (KI) und der Arzneimittelforschung.

Im Zentrum dieser technologischen Revolution steht das sogenannte „Qubit“, das Quantenäquivalent zum klassischen Computer-Bit. Während ein herkömmliches Bit lediglich die Zustände 0 oder 1 annehmen kann, ist ein Qubit in der Lage, in einer komplexen Überlagerung beider Zustände gleichzeitig zu existieren. Diese Eigenschaft ermöglicht es Quantencomputern, unzählige Möglichkeiten parallel zu untersuchen. Allerdings sind Qubits notorisch empfindlich: Schon die geringste Erschütterung oder Temperaturschwankung kann ihren Zustand zerstören und somit Fehler verursachen. Traditionell sind Tausende von physischen Qubits notwendig, um lediglich ein einziges zuverlässiges, fehlerkorrigiertes „logisches“ Qubit zu erzeugen, das tatsächlich nützliche Berechnungen durchführen kann.

Helios stellt diese bisherige Rechenformel komplett auf den Kopf. Durch den Einsatz eines neuartigen Fehlerkorrekturcodes namens „Iceberg“ in Verbindung mit einer hochentwickelten Ionenfallen-Architektur gelingt es dem System, mit nur 98 physischen Qubits erstaunliche 94 vollständig verschränkte logische Qubits zu generieren. Dieses Verhältnis von nahezu 1:1 ist ein monumentaler Sprung in der Zuverlässigkeit und der Wiedergabetreue (Fidelity). Es liefert den Beweis, dass leistungsstarke und verlässliche Quantenmaschinen gebaut werden können, ohne auf Millionen physischer Komponenten angewiesen zu sein.

Das immense Potenzial, das in dieser Effizienz steckt, wurde eindrucksvoll in einem Benchmark-Test demonstriert. Um die Berechnung, die Helios mit der Energie eines einzigen Server-Racks durchführte, mit einem klassischen Supercomputer zu replizieren, wäre theoretisch mehr Energie erforderlich, als von allen Sternen im sichtbaren Universum zusammen erzeugt wird. Diese Gegenüberstellung verdeutlicht die unvorstellbare Leistungssteigerung und den drastisch reduzierten Energiebedarf, den die neue Quantenarchitektur ermöglicht.

Um diese gewaltige Leistung für reale Anwendungsfälle zugänglich zu machen, wurde Helios für den hybriden Einsatz konzipiert. Es handelt sich um das erste System, das seinen Quantenprozessor in Echtzeit direkt mit dem NVIDIA GB200 Grace Blackwell Superchip koppelt. Entwickler können diese Kombination über Guppy nutzen, eine neue, auf Python basierende Programmiersprache. Guppy erlaubt es ihnen, Standardcode nahtlos mit Quantenanweisungen zu vermischen. Dies eröffnet die Ära der „hybriden KI“, bei der klassische Computer Routineaufgaben übernehmen, während unlösbar komplexe Berechnungen – wie die Simulation molekularer Strukturen für neue Medikamente oder die Optimierung globaler Logistiknetzwerke – fließend an Helios ausgelagert werden können.