Dem US-IT-Riesen IBM ist es gelungen, modulare kryogene Systeme miteinander zu verbinden. Dieser technologische Durchbruch gilt als fundamentaler Meilenstein, um hunderte von Quantenchips in einer ultrakalten Umgebung zusammenzuschalten. Unter kryogenen Systemen versteht man technische Anlagen und Einrichtungen, die darauf ausgelegt sind, extrem niedrige Temperaturen (unterhalb von ca. –150 °C bis nahe an den absoluten Nullpunkt bei –273,15 °C) zu erzeugen, aufrechtzuerhalten und zu nutzen. Sie arbeiten mit verflüssigten Gasen wie Stickstoff, Helium oder Wasserstoff.
Big Blue gelang es, zwei verbundene kyrogene Module in weniger als fünf Tagen auf 4 Kelvin und anschliessend auf eine Endtemperatur von unter 15 Millikelvin herunterzukühlen. Das ist rund 180-mal kälter als das Weltall. Die neuen Module nutzen massive, quaderförmige Aluminiumpaneele statt der klassischen zylindrischen Kryostaten. Sie stehen dicht nebeneinander und sind über einen abgeschirmten, kryogenen Tunnel miteinander verbunden. Die Verbindung im Inneren erfolgt über sogenannte L-Koppler. Das sind Spezialkabel, die Quantenprozessoren über eine Distanz von etwa einem Meter im extremen Kaltbereich fehlerfrei vernetzen können.
Klassische Quanten-Kühlschränke stossen an physische Grenzen: Ein einzelner Chip lässt sich aufgrund von Platzmangel, Wärmeentwicklung und störenden Signalen zwischen den Qubits kaum weiter vergrössern. Jedes Steuerkabel leitet zudem Wärme in das System. Durch die modulare Kastenform kann IBM nun Rechenleistung flexibel "Zelle für Zelle" nachrüsten. Jedes Modul behält dabei seine eigene Vakuum- und Kühltechnik, wodurch die Temperatur stabil bleibt. Zukünftig soll eine einzige Zelle mindestens 2.000 Qubits fassen.
Die erfolgreiche Kopplung bilde das Fundament für die Quantum Roadmap von Big Blue, wie der Konzern aus Armonk im US-Bundesstaat New York mitteilt. Das übergeordnete Ziel ist demnach die Bereitstellung von IBM Quantum Starling im Jahr 2029. Dabei soll es sich um den weltweit ersten voll funktionsfähigen, fehlertoleranten Quantencomputer handeln.
