Daniel Egger

Daniel Egger arbeitet bei IBM in der Schweiz an den Grundlagen für einen Quantencomputer

Physik

Saarschleife statt Niagarafälle

Physiker Daniel Egger wollte bei Professor Frank Wilhelm-Mauch promovieren. Er dachte, dieser sei noch in Kanada, dabei nahm der Quantenphysiker zwischenzeitlich einen Ruf nach Saarbrücken an. Also folgte ihm auch sein ehemaliger Student an die Saar-Uni. Heute arbeitet der gebürtige Schweizer Egger wieder in seiner Heimat: Bei IBM in Zürich forscht er an den Grundlagen für einen Quantencomputer.
Von Thorsten Mohr • 13.04.2017

Im Saarland hat Daniel Egger sein Waterloo gefunden. Anders als beim Feldherrn Napoleon ist die Geschichte im Falle Eggers aber gut ausgegangen. Denn sein Waterloo liegt in Kanada an den Großen Seen an der Grenze zu den USA, nicht weit von den Niagarafällen entfernt. Dorthin zurück wollte er 2011, nach einigen Jahren in der Schweiz und Schweden, um bei Professor Frank Wilhelm-Mauch zu promovieren. Bei diesem hatte er 2007/08 seine Bachelorarbeit im kanadischen Waterloo geschrieben. Wilhelm-Mauch nahm indessen aber einen Ruf an die Universität des Saarlandes an, und so folgte ihm sein ehemaliger Student eben statt nach Kanada ins beschauliche Saarland.

„Vorher kannte ich das Saarland nicht, aber ich bin froh, dass ich drei Jahre dort gewohnt habe“, sagt der gebürtige Schweizer heute rückblickend. Bis 2014 promovierte Egger schließlich an Wilhelm-Mauchs Lehrstuhl für Quanten- und Festkörpertheorie über die Kontrolle der Qubits, der Recheneinheiten, mit denen wie beim herkömmlichen Computer mit Bits die Rechenoperationen ablaufen. Der Unterschied zwischen Quantencomputer und normalem Rechner liegt in einer Eigenschaft der Qubits: Sie können nicht nur, wie normale Bits, die Zustände 1 oder 0 einnehmen, sondern beide Zustände zur selben Zeit. So kann ein Quantencomputer eine immense Zahl an Rechenoperationen gleichzeitig durchführen, an der ein normaler Rechner lange zu knabbern hätte, weil er sie nacheinander abarbeiten müsste: Ein Quantencomputer kann in derselben Zeit, in der ein herkömmlicher 32-Bit-Rechner einen einzigen seiner 2 hoch 32 möglichen Zustände verarbeitet, parallel alle diese Zustände verarbeiten.

Der Pferdefuß ist nur: Das Geflecht aus diesen Qubits ist unglaublich empfindlich. Schon eine winzige Abweichung bei Temperatur, Luftdruck, Feuchtigkeit oder zahlreicher anderer Parameter bringt alles durcheinander, so dass der Computer nicht mehr richtig funktioniert. Die Bedingungen, unter denen ein Quantencomputer stabil läuft, sind derzeit nur schwer beherrschbar, auch wenn Daniel Egger in seiner Saarbrücker Zeit eine Methode gefunden hat, die Kalibrierung um ein Vielfaches zu beschleunigen. Leicht ist das deshalb aber noch lange nicht.

Das beweist auch die Tatsache, dass Daniel Egger inzwischen eine Stelle beim IT-Giganten IBM in der Schweiz angenommen hat, wo er versucht, möglichst präzise verschiedene Quantengatter zwischen gerade einmal zwei Qubits zu erzeugen. Denn bevor Wissenschaftler und Industrieforscher die Zahl der Qubits erhöhen, um mehr Rechenpower zu erhalten, ist es sinnvoll, die Abläufe zwischen den Qubits möglichst stabil zu halten, um eine verlässliche Rechenmaschine zu erschaffen. Sein Doktorvater Frank Wilhelm-Mauch vergleicht den derzeitigen Entwicklungsstand der Quantencomputer-Technologie mit der Zeit der klobigen Röhrenrechner der 1950er Jahre. So sieht es auch Daniel Egger. „Heute ist eine spannende Zeit für die Quantentechnologie. Ideen aus der Forschung sind jetzt reif genug, dass Firmen wie IBM und Google sich dafür interessieren und daran denken, sie irgendwann auf den Markt zu bringen“, schätzt er die Lage ein.

Der 30-Jährige war schon immer neugierig und wollte erfahren, wie die Natur funktioniert. „Deshalb war Physik für mich ein ‚natürlicher‘ Studiengang. Ich habe auch im Fach promoviert, weil es Spaß macht und auch, weil man in der Doktorarbeit die Gelegenheit hat, ein paar Probleme detaillierter zu betrachten als im Bachelor oder Master.“

Wenn er heute einen Ausgleich für seine hochkomplexe Arbeit beim IT-Konzern IBM sucht, geht Daniel Egger gerne klettern. Im Alpenland Schweiz tut er das aber vorwiegend in der Kletterhalle. Dort sind die Bedingungen einfach beherrschbarer – genau wie sie es in der Quantenphysik einmal sein sollen.

Weitere Informationen

Hier findet sich eine Pressemitteilung, die die im Text erwähnte Kalibrierungsmethode für Quantencomputer detailliert beschreibt: https://idw-online.de/de/news592722.

Schlagworte
Quellennachweis
  • Bilder
    Daniel Egger