How Quantum Computers Are Being Built

„Yousef, könntest du bitte den Computer einschalten? Ich muss etwas ausdrucken“, rief Yousefs Mutter aus der Küche. Yousef, immer neugierig, hielt inne, die Stirn gerunzelt. „Aber warte mal, Mama, wer hat Computer überhaupt erfunden? Was haben die Leute davor gemacht?“ Er rannte in sein Zimmer, sein abgenutztes Ledernotizbuch schlug gegen sein Bein, entschlossen, Antworten in seiner speziellen Erfindungs-Enzyklopädie zu finden.

Yousef stürmte in sein wissenschaftlich eingerichtetes Schlafzimmer, das mit Postern von Erfindern und Modellen von Maschinen gefüllt war. Er warf sich förmlich auf das Bücherregal und schnappte sich die uralte, leuchtende Erfindungs-Enzyklopädie. Als seine Finger den Einband berührten, begann sich der Raum in wirbelnden Lichtfarben aufzulösen. Er keuchte und umklammerte das Buch fest. „Da wären wir wieder!“

Yousef stolperte und landete hart auf dem Kopfsteinpflaster. Er sah sich verwirrt um. Die leuchtenden Kristalle waren verschwunden; stattdessen war er nun von einer geschäftigen Werkstatt umgeben, gefüllt mit seltsamen Apparaturen. Ein junger Junge mit mittelbrauner Haut und mittellangem, glattem blondem Haar, das er sich hinter die Ohren gesteckt hatte, bastelte an einem komplizierten Gerät aus Vakuumröhren und Drähten. „Wo bin ich?“, murmelte Yousef und rappelte sich auf die Beine.

„Du musst der neue Lehrling sein!“, rief der blonde Junge und wischte sich mit einem Lappen Fett von den Händen. „Ich bin Leon. Und das hier ist einer der ersten Quantencomputer! Wir arbeiten daran, die Berechnungsgeschwindigkeit zu verbessern. Bevor es Computer wie diesen gab, brauchten Codeknacker Jahre, um Nachrichten zu entschlüsseln. Jetzt können wir das viel schneller tun.“ Yousef starrte mit großen Augen. „Quantencomputer? Aber wie funktionieren die?“

Leon deutete auf ein komplexes Diagramm an der Wand. „Normale Computer verwenden Bits – Nullen und Einsen. Aber Quantencomputer verwenden Qubits. Qubits können Null, Eins oder beides gleichzeitig sein! Es ist, wie der Philosoph Arthur Schopenhauer sagte: ‚Talent trifft ein Ziel, das niemand sonst treffen kann; Genie trifft ein Ziel, das niemand sonst sehen kann.‘ Quantencomputing lässt uns Lösungen ‚sehen‘, die vorher unmöglich waren“, erklärte er. Yousef kritzelte wütend in sein Notizbuch.

„Eine der größten Herausforderungen“, dröhnte Diego, als er die Werkstatt betrat, „ist es, die Qubits stabil zu halten. Sie sind unglaublich empfindlich gegenüber Störungen. Schon die kleinste Vibration oder Temperaturänderung kann die Berechnungen durcheinanderbringen!“ Diego, ein Mann Anfang Dreißig, kräftig und sanft, mit hellbrauner Haut mit warmen Untertönen und kurzem, strukturiertem dunkelblondem Haar mit natürlichen Wellen, stellte einen Drehknopf an einem großen, zylindrischen Gerät ein. „Deshalb brauchen wir extreme Kühlung“, grunzte er, „nahe dem absoluten Nullpunkt – kälter als der Weltraum!“

„Du sagst also, dass die kleinste Störung alles durcheinanderbringen kann?“, fragte Yousef, seine Augen weiteten sich. Diego nickte ernst. „Genau. Wir verwenden supraleitende Materialien, gekühlt mit flüssigem Helium. Es ist ein heikler Tanz. Aber bedenke: Im Jahr zweitausendneunzehn behauptete Google, sein Quantencomputer Sycamore könne eine Berechnung in zweihundert Sekunden durchführen, für die der leistungsstärkste Supercomputer der Welt zehntausend Jahre bräuchte! Das ist die Kraft, die wir freisetzen.“

Plötzlich begann der Boden zu beben! Staub regnete von der Decke. „Erdbeben!“, rief Leon. Eine nahegelegene Kühleinheit kippte um und verschüttete flüssiges Helium. Alarme heulten. „Die Qubits! Sie werden ihre Kohärenz verlieren!“, rief Diego und versuchte, die Einheit aufzurichten. Yousef erinnerte sich an etwas, das er in der Enzyklopädie über Resonanzfrequenz gelesen hatte: Bestimmte Kristalle konnten Vibrationen absorbieren. Er schnappte sich sein Notizbuch und blätterte hektisch durch die Seiten.

„Hier!“, rief Yousef und zeigte auf ein Diagramm. „Bestimmte Quarzkristalle schwingen bei Frequenzen, die Vibrationen aufheben! Wenn wir sie in die Nähe der Qubits platzieren können …“ Diego, dessen Gesicht von Schmutzstreifen gezeichnet war, sah Yousef mit einem Hoffnungsschimmer an. Leon sammelte schnell eine Handvoll Quarzkristalle von einem nahegelegenen Regal und positionierte sie vorsichtig um die empfindlichen Qubits herum. Die Vibrationen ließen nach. Der Computer stabilisierte sich. „Ihr habt es geschafft!“, rief Diego.

Plötzlich schimmerte die Werkstatt und Yousef fand sich wieder in seinem Zimmer, die Erfindungs-Enzyklopädie auf seinem Schoß geschlossen. Er rannte in die Küche. „Mama! Ich weiß, wie Quantencomputer gebaut werden! Sie verwenden Qubits, die gleichzeitig Null und Eins sein können! Und sie müssen kälter als der Weltraum gehalten werden! Wusstest du, dass der Quantencomputing-Markt bis zum Jahr zweitausendvierundzwanzig sechsundachtzig Milliarden erreichen könnte?“ Seine Mutter lächelte und schüttelte den Kopf. „Das ist erstaunlich, Yousef! Nun, was das Drucken angeht... Fortsetzung folgt!“