Bogdan Mihaila fliegt quer über den Erdball, um Menschen zu finden, die auf dem Gebiet der Quantenphysik kooperieren könnten. Der renommierte Physiker arbeitet für die amerikanische "National Science Foundation". Das ist eine Bundesagentur, die "den wissenschaftlichen Fortschritt vorantreibt" und dafür immerhin einen Jahresetat von neun Milliarden Dollar hat. Vergangene Woche war Mihaila in Wien. Besonderes Augenmerk widmete er der möglichen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Quantencomputer. Denn die Computerwelt stehe am Beginn einer neuen Ära, führt er aus.

So wie sich Computer von Vakuumröhren, über klobige Transistoren hin zu den aktuellen Modellen entwickelt haben, stehe man nun vor dem nächsten Schritt. Hintergrund ist, dass die Computer beginnen, an ihre physischen Grenzen zu stoßen. Um die Leistungsfähigkeit zu steigern, wird die Prozessortechnologie immer kleiner und feiner. Eine wichtige Größe ist dabei die Strukturgröße. Vereinfacht gesprochen: Je kleiner die ist, umso leistungsfähiger und schneller kann ein Computer sein. Von einer Größe von 130 Nanometern um die Jahrtausendwende wurde diese auf aktuell 5 Nanometer reduziert. Dabei entspricht ein Nanometer einem Zehntausendstel des Durchmessers eines Haars. IBM ist es 2021 sogar gelungen, einen Zwei-Nanometer-Chip herzustellen.

Physikalische Optimierung
stößt an Grenzen

Bogdan Mihaila ist Physiker und ein Schüler Jochen Heisenbergs. Er ist Programmdirektor für Nuklear- und Computerphysik an der National Science Foundation.
Bogdan Mihaila ist Physiker und ein Schüler Jochen Heisenbergs. Er ist Programmdirektor für Nuklear- und Computerphysik an der National Science Foundation.

"Irgendwann landen wir im atomaren Bereich", sagt Mihaila. Ein Atom hat einen Durchmesser von 0,1 Nanometern. In einer nicht allzu fernen Zukunft wird sich also die Prozessortechnologie nicht weiter verkleinern lassen. Die Lösung liegt Mihaila zufolge im System, das die Computer verwenden. Das ist derzeit binär, basiert also auf den berühmten Nullen und Einsen. Quantencomputer arbeiten hingegen mit Qubits. Ohne näher auf die Funktionsweise einzugehen, kann man laienhaft sagen, dass Qubits im Vergleich zu Bits potenziell komprimierter und effizienter arbeiten. Statt einer langen Wurst aus Nullen und Einsern braucht man dann nur ein paar Qubits.

Doch warum wird dieses System nicht jetzt schon eingesetzt? Diese Computer seien noch nicht verlässlich genug, erklärt Mihaila. Wobei wir hier bereits von Werten jenseits von 99,9 Prozent sprechen. Für einen Computer sei das allerdings nicht genug. "Nach dem Komma müssen mindestens noch sechs Neuner stehen", erklärt Mihaila. Dann erst könne man beginnen, an einen ernsthaften größeren Einsatz zu denken.

Vielleicht werden es Österreicher und Amerikaner sein, die hier eines Tages den Durchbruch schaffen. Immerhin haben Anton Zeilinger und John F. Clauser soeben den Nobelpreis auf dem Gebiet der Quantenphysik erhalten. Und Mihaila hat gerade seine Kooperations-Erkundungstour durch Österreich positiv abgeschlossen. Vor allem in Wien (von Universität über TU bis hin zu AIT) und der Universität Innsbruck habe er vielversprechende Projekte geortet, erklärt er. Die Aussicht auf Kooperation ist gut und weitere gemeinsame Fortschritte auf dem Gebiet sind in naher Zukunft sehr wahrscheinlich.