Aktuelle Trends im Quantencomputing - Teil 3: Stand der Kommerzialisierung der Quantencomputer

 

Die Top-Entwickler

Wie in den beiden vorangegangen Blogposts erwähnt, sind Quantencomputer (QC) keine theoretischen Hirngespinste mehr, sondern befinden sich bereits im praktischen Einsatz. Sowohl Quantum-Annealer als auch schaltkreisbasierte Quantencomputer (wobei hier der Begriff „Schaltkreis“ nur eine historische Reminiszenz an die Verarbeitung klassischer Bits durch Transistorschaltkreise ist) sind schon heute als Cloudservice zugänglich. Zwei Modelle sind sogar bereits käuflich erwerbbar und als On-Premise-Installationen bei Kunden vor Ort im Einsatz.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die wichtigsten Akteure auf diesem Markt und ihre Produkte:

Die Top-Modelle

In Bezug auf Marktreife haben die Quantum-Annealer klar die Nase vorn. Sie sind quasi die „Analogrechner“ der Quantencomputer-Welt, da sie die zu lösenden Probleme in das Analogon des „Energiegebirges“ der Qubits übersetzen. Diverse Modelle der kanadischen Firma D-Wave Systems wurden bereits verkauft. Das derzeit für kolportierte 15 Mio. USD erwerbbare Top-Modell ist der D-Wave 2000Q mit beindruckenden 2048 Qubits in Supraleitertechnologie.

Nicht ganz so weit in der Entwicklung sind die Quantenschaltkreis-basierten („Digital-“) Rechner. In Bezug auf die Kommerzialisierung dieses Typs von Quantencomputer liegt IBM zurzeit klar in Führung. IBM vermarktet einen 20-Qubit-Rechner und bietet gratis den Zugriff auf mehrere kleinere Quantencomputer mit 5 bis 14 Qubits als Cloudservice an.

Die folgende Tabelle enthält eine – nicht vollständige – Übersicht über die aktuellen Top-Modelle von Quantencomputern (manchmal vom Hersteller auch nur als Quantenprozessor bezeichnet) und deren Kommerzialisierung bzw. Zugang über Cloudservices.

Die Top-Plattformen

Da in diesem frühen Stadium der Quantencomputing-Technologie natürlich (noch) nicht jeder Interessent gleich einen QC „zum Spielen“ erwerben möchte, sind Cloudplattformen das Mittel der Wahl in der Annäherung an die praktischen Use Cases für Quantencomputing.

Eine typische Quantencomputing-Plattform umfasst dabei nicht nur einen oder mehrere Quantencomputer, sondern meist auch klassische Hochleistungsrechner, in denen der Ablauf von Programmen in Quantencomputern simuliert werden kann. Die Plattformen beinhalten weiterhin eine Programmierschnittstelle (meist für die Sprache Python), ein Software Development Kit (SDK), also eine Sammlung von Programmierwerkzeugen, sowie Programmbibliotheken, Compiler und Dienstprogramme zur Entwicklung von Software. Zudem lassen sich umfangreiche Dokumentationen über die Grundlagen des Quantencomputing, Videos mit Demonstrationen und Anleitungen und vieles mehr finden.

IBM war eindeutig der Vorreiter bei QC-Plattformen, die Plattform IBM Q Experience startete bereits 2016. Inzwischen hat man auf dieser Plattform gratis Zugriff auf vier verschiedene Quantenprozessoren. Im Umfang der Plattform befinden sich Dokumentationen und Anleitungen zur Programmierung entweder im „Low Code“ per grafischer Symbole in Open Quantum Assembly Language (OpenQASM) oder per Python. Hierfür steht das SDK „Quiskit“ zur Verfügung.

Im Jahr 2018 zog D-Wave Systems nach und machte seine Quantum-Annealer via Plattform zugänglich. Jedem Nutzer wird eine Minute Rechenzeit gratis und weitere Rechenzeit gegen eine Veröffentlichung seiner Projekte gewährt. Der Zugriff erfolgt hier sehr einfach über die Windows PowerShell nach Installation entsprechender Python-Pakete, insbesondere des „Ocean“ genannten SDK.

Im Vergleich zu D-Wave Systems und IBM verhält sich die Firma Rigetti beim Zugriff auf ihre Quantencomputer sehr restriktiv und erlaubt diesen nur gegen Registrierung und auf Einladung. Gegen eine Gebühr ist ein Zugriff natürlich sofort möglich („Pay as you go“ – 40 US$ für 30 Minuten Rechenzeit, was für einfache Versuchsprogramme eine sehr opulente Zeit ist).

Fazit

So gesehen bestehen derzeit keine Hürden, sich als Innovationsmanager, Strategieexperte oder in vergleichbarer Position nicht wenigstens experimentell dem Thema Quantencomputing zu nähern.

Keinesfalls sollte man sich vom Begriff „Quanten“ abschrecken lassen: Für ein Ausprobieren dieser Technologie sind keinerlei Grundkenntnisse in der Quantenmechanik nötig.

Vielmehr sollte man die auf den Plattformen vorgestellten Use Cases dahingehend kritisch prüfen, welche ähnlich gelagerten Anwendungsfälle in der eigenen Branche eine Rolle spielen könnten. Daraus lässt sich ableiten, ob mittel- oder langfristig (Zeitraum 1-10 Jahre) ein Quanten-Cloudservice sinnvoll und mehrwertstiftend zur Unterstützung der Geschäftsprozesse eingesetzt werden bzw. in das eigene Serviceportfolio eingebunden werden sollte.