Quantencomputer haben ein Temperaturproblem – und IBM baut einen deutlich größeren Kühlschrank, um es zu lösen.
IBM hat zwei modulare kryogene Systeme verbunden, die Temperaturen von unter 15 Millikelvin erreichen können. Sie sind Teil eines Infrastrukturprojekts, in dessen Rahmen letztlich Hunderte Quantenchips miteinander verknüpft werden sollen. Nach Angaben des Unternehmens bringt dieser Meilenstein IBM Quantum Starling näher – den fehlertoleranten Quantencomputer, den IBM 2029 ausliefern will.
Die wichtige Entwicklung besteht hier jedoch nicht einfach darin, dass IBM etwas außergewöhnlich Kaltes herstellen konnte. Entscheidend ist vielmehr, dass das Rennen um praxistaugliche Quantencomputer zunehmend zu einer Infrastrukturherausforderung wird, die Kühlung, Verkabelung, Chip-Konnektivität, Fehlerkorrektur und enorme Leistungen im Systemengineering umfasst.
IBM verbindet zwei riesige Quantenkühlschränke
IBM teilte mit, zwei kryogene Module in seiner Forschungseinrichtung in Yorktown Heights erfolgreich zu einem gemeinsamen System verbunden und heruntergekühlt zu haben.
Zusammengenommen sind die beiden betriebsbereiten Module mehr als acht Fuß hoch und acht Fuß breit. Bei ersten Tests erreichten sie laut IBM innerhalb von weniger als fünf Tagen 4 Kelvin – ungefähr die Temperatur von flüssigem Helium –, bevor die Temperatur schließlich auf unter 15 Millikelvin sank. Das ist laut der IBM-Ankündigung.
mehr als 180-mal kälter als der Weltraum. Diese extremen Temperaturen sind wichtig, weil IBMs supraleitende Qubits nahe dem absoluten Nullpunkt arbeiten müssen. Mit dem Wachstum von Quantencomputern ist es jedoch nur ein Teil des Problems, die Prozessoren kalt zu halten.
Ingenieure brauchen außerdem Platz für mehr Steuerleitungen und Verbindungen zwischen den Prozessoren.
IBM zufolge bietet jedes neue Modul bis zu zwölfmal so viel Platz für Verkabelung wie die kryogenen Umgebungen, die in den am weitesten verbreiteten Quantensystemen des Unternehmens zum Einsatz kommen. Durch sein kastenförmiges Design können außerdem mehrere Kühlmodule nebeneinander aufgestellt werden.
Das Unternehmen will sogenannte L-Koppler verwenden, um Prozessoren innerhalb dieser Module und zwischen ihnen zu verbinden. So können separate Quantenchips miteinander kommunizieren und als Teile eines größeren Systems arbeiten. IBM erläutert die Architektur ausführlicher in seinem Blog zum Quantencomputing.
Dieser modulare Ansatz ist insofern bedeutsam, als das Hinzufügen weiterer Qubits zu einem einzigen riesigen Chip nicht zwangsläufig der einzige Weg zu größeren Quantencomputern ist. IBM setzt darauf, dass mehrere Prozessoren letztlich gemeinsam in einem skalierbaren Quantensystem arbeiten können.
eWeek hat diesen branchenweiten Wandel hin zu größeren Quantenarchitekturen verfolgt. Microsoft beispielsweise hat kürzlich auf der Microsoft Build 2026, wo das Unternehmen Majorana 2 als einen weiteren Weg zu skalierbarem Quantencomputing vorstellte, Einzelheiten zu seiner Quantenarbeit der nächsten Generation präsentiert.
Die Erkenntnis von eWeek: IBM hat eine Infrastrukturhürde genommen, nicht die Fehlertoleranz erreicht
Das neue kryogene System ist eine konkrete technische Errungenschaft. Es sollte jedoch nicht mit einer Demonstration des fehlertoleranten Quantencomputers verwechselt werden, den IBM letztlich bauen will.
IBMs eigene Roadmap macht diese Unterscheidung deutlich. Die Roadmap für Quantencomputing des Unternehmens beschreibt die künftigen Meilensteine als aktuelle Ziele und Vorgaben, die geändert oder zurückgenommen werden können.
Für 2027 plant IBM, mehrere Prozessoren mithilfe von L-Kopplern zu einem System mit mindestens 1.000 programmierbaren Qubits zu verbinden. Das deutlich größere Ziel ist Starling, das laut IBM 2029 mit 200 logischen Qubits an den Start gehen und 100 Millionen Quantengatter ausführen können soll.
Logische Qubits sind besonders wichtig. Anders als beim bloßen Zählen physischer Qubits werden bei logischen Qubits Gruppen physischer Qubits und Fehlerkorrektur eingesetzt, um Quanteninformationen zuverlässig genug für längere Berechnungen zu bewahren. Dieses Zuverlässigkeitsproblem ist weiterhin eine der entscheidenden Hürden, die heutige Quantensysteme von fehlertoleranten Maschinen im großen Maßstab trennen.
Mit anderen Worten: IBM hat gezeigt, dass seine neue modulare Kühlarchitektur eine Verbindung herstellen und die erforderliche ultrakalte Umgebung erreichen kann. Starling selbst oder sämtliche für 2029 versprochenen Fähigkeiten des fehlerkorrigierten Rechnens hat IBM bislang jedoch nicht demonstriert.
Diese Unterscheidung ist wichtig, während Anbieter um die Führungsrolle im Quantencomputing konkurrieren. Auch Microsoft hat argumentiert, dass praxistaugliche Quantencomputer in einen Zeitrahmen von „Jahren, nicht Jahrzehnten“ rücken – eine Prognose, über die eWeek in seiner Analyse der Technologietrends von Microsoft für 2026.
Warum Unternehmen jetzt aufmerksam sein sollten
Die meisten IT-Teams in Unternehmen werden nicht gleich einen kühlschrankgroßen Quantencomputer neben ihren Servern aufstellen.
Das wichtigere Signal ist die Richtung, in die sich die Branche bewegt. IBM beschreibt Quantencomputing zunehmend als Teil einer hybriden Architektur, in der Quantenprozessoren neben CPUs, GPUs, Hochleistungsrechnersystemen und Cloud-Infrastrukturen arbeiten, statt klassische Computer vollständig zu ersetzen.
Im März veröffentlichte IBM eine Referenzarchitektur für das sogenannte quantenzentrierte Supercomputing. Darin wird beschrieben, wie Quanten- und klassische Ressourcen künftig in Rechenzentren und Cloud-Umgebungen zusammenarbeiten könnten. Dadurch könnte Quantencomputing für Unternehmen relevant werden, lange bevor diese eigene Quantenhardware betreiben.
Zu den möglichen Einsatzgebieten gehören Chemie, Materialentwicklung, Optimierung und andere Rechenprobleme, die für klassische Systeme schwierig sind. Gleichzeitig bringt der Fortschritt beim Quantencomputing sicherheitsrelevante Konsequenzen mit sich, insbesondere für die Verschlüsselung – ein Thema, das eWeek zuvor in seiner Berichterstattung über IBMs Quanten-Sicherheitsstrategie.
IBM hinterlegt diese Wette auch mit erheblichen finanziellen Mitteln. Im Juni teilte das Unternehmen mit, mehr als 10 Milliarden US-Dollar in Quantencomputing investieren zu wollen, und erklärte, dass sein Quantenprogramm seit 2017 Kundenverträge im Wert von mehr als 1,1 Milliarden US-Dollar angesammelt habe.
Für Führungskräfte in Unternehmen lautet die unmittelbare Erkenntnis daher weniger, Quantenhardware zu kaufen, als vielmehr zu beobachten, ob IBM eine Reihe einzelner technischer Meilensteine in eine zuverlässige Computing-Plattform verwandeln kann.
Der Kühlschrank wird nun größer. Die schwierigere Prüfung besteht darin, ob der Computer darin der Roadmap letztlich gerecht werden kann.
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