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IBM koppelt Kryozellen für größere Quantencomputer
IBM hat eine modulare Kühlarchitektur für künftige Quantencomputer vorgestellt. Mehrere kryogene Zellen lassen sich dabei direkt koppeln, um Quantenprozessoren über kurze Wege miteinander zu verbinden. Zwei Prototypen hat das Unternehmen nach eigenen Angaben bereits gemeinsam betrieben. Langfristig soll die Technik Systeme mit Tausenden Qubits unterstützen.
Supraleitende Quantencomputer benötigen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt. Bislang kommen dafür meist einzelne zylindrische Kryostaten zum Einsatz. Mit zunehmender Größe stoßen solche Systeme jedoch an Grenzen, insbesondere wenn mehrere Quantenprozessoren miteinander verbunden werden sollen. IBM setzt deshalb auf quaderförmige Kryozellen, die sich direkt nebeneinander platzieren und miteinander koppeln lassen.
Jede Zelle bildet eine eigene kryogene Umgebung mit Vakuumkammer, Kühltechnik und thermischer Abschirmung. Bei der Kopplung mehrerer Module verlaufen die Verbindungen zwischen den Prozessoren durch einen abgeschirmten Tunnel. Dadurch sollen sich kurze Interconnects realisieren lassen, ohne dass zusätzliche Zellen die Temperaturstabilität oder die Abkühlzeiten wesentlich beeinflussen. Ein einzelnes Modul bietet laut IBM rund 2,75 Kubikmeter Vakuumvolumen sowie etwa 0,53 Quadratmeter Fläche für die Verkabelung.
In seinem Quantenlabor in Poughkeepsie hat IBM nach eigenen Angaben bereits zwei Prototypen der Kryozellen gekoppelt und gemeinsam betrieben. Künftige Ausführungen einer einzelnen Zelle sollen Platz für Tausende Qubits bieten. Die Architektur ist Teil der IBM-Roadmap (PDF) hin zu größeren Multi-Chip-Systemen und dem für 2029 angekündigten fehlertoleranten Quantencomputer "Starling".