Hardware

QPU

Quantum Processing Unit — der physische Hardware-Chip, der Quantenschaltkreise ausführt.

Eine QPU (Quantum Processing Unit) ist das quantenhardwaretechnische Äquivalent zu einer CPU. Es ist das physische Gerät, das Qubits speichert und Quantengatteroperationen ausführt. Zu den aktuellen QPU-Technologien zählen supraleitende Qubits (IBM, Google, Rigetti), Qubits mit gefangenen Ionen (IonQ, Quantinuum), photonische Qubits (PsiQuantum, Xanadu) und neutrale Atome (QuEra, Pasqal). Jede Technologie hat unterschiedliche Kompromisse bei Qubit-Anzahl, Gattergenauigkeit, Konnektivität und Kohärenzzeiten. QPUs arbeiten bei kryogenen Temperaturen (supraleitend) oder im Vakuum (gefangene Ionen). Der Zugang wird typischerweise über Cloud-APIs bereitgestellt. Das Ausführen von Schaltkreisen auf einer realen QPU bringt im Vergleich zu Simulatoren stets Rauschen, Transpilations-Overhead und Warteschlangenzeiten mit sich.