Quantum Computing

Quantenrechnen
als Cloud-Dienst

Schaltungen im Notebook entwickeln, auf dem Emulator prüfen und auf einem echten Quantenprozessor ausführen — in einer Arbeitsumgebung und mit demselben Code. Emuliert wird auf der Plattform in Deutschland und Finnland, gerechnet auf zwei Prozessoren unterschiedlicher Technik in Finnland. Sie zahlen die Stunde im Notebook und die Sekunde auf dem Prozessor, keine Lizenz.

Zugang anfragen Die beiden Prozessoren

Die Prozessoren stehen in Finnland; Auftrag und Ergebnis verlassen Deutschland und Finnland nicht. Preisangaben netto zzgl. 19 % USt.

Was die Plattform umfasst

Emulatoren: 5 Ausstattungen, mit und ohne Grafikkarte
Emulation: bis 32 Qubits im vollständigen Zustand
Entwicklung: 6 Umgebungen, darunter Qiskit und PennyLane
Prozessoren: 2: Photonen und Neutralatome
Prozessorzeit: 0,3333 €0,3867 $ bis 1,0000 €1,1600 $ je Sekunde
Abrechnung: Notebook je Stunde, Prozessor je Sekunde
Startguthaben: 100,00 €116,00 $ für neue Projekte

Die Stundensätze der Emulatoren sind die der Instanzklassen zuzüglich Plattformanteil, wie auf der KI-Plattform. Die Rechnung steht unter der Tabelle.

Emulator ab: 0,0567 €0,0658 $; je Stunde, NP3 mit 4 vCPU
Emulation bis: 32 Qubits; vollständiger Zustand auf NM6
Prozessor ab: 0,3333 €0,3867 $; je Sekunde, photonisch mit 12 Qubits
Größter Prozessor: 100 Qubits; Neutralatome, analog programmiert

Potenzial

Wofür ein Quantenprozessor heute taugt

Ein Quantenprozessor ist kein schnellerer Rechner für alles. Er rechnet mit Überlagerung und Verschränkung und ist damit bei wenigen, genau umrissenen Problemklassen im Vorteil — bei fast allem anderen dagegen im Nachteil.

01 · Klassischer Speicher je weiteres Qubit
verdoppelt
Simulation von Quantensystemen
Moleküle, Katalysatoren und Batteriematerialien gehorchen selbst der Quantenmechanik. Ein klassischer Rechner nähert ihr Verhalten an, und der Aufwand wächst mit jedem beteiligten Teilchen exponentiell. Ein Quantenprozessor bildet das System dagegen unmittelbar ab.
02 · Variablen auf dem Atomprozessor
100
Kombinatorische Optimierung
Tourenplanung, Belegungspläne, Auswahl aus vielen Kombinationen: Die Zahl der Möglichkeiten wächst mit jeder Variablen. Der Neutralatom-Prozessor ordnet dafür Atome als Graph an — ein Atom je Variable, der Abstand zwischen zwei Atomen steht für ihre Beziehung.
03 · Qubits, gatterbasiert
12
Stichproben aus schweren Verteilungen
Photonische Schaltungen liefern Messergebnisse aus Wahrscheinlichkeitsverteilungen, die klassisch nur mit großem Aufwand nachzuziehen sind. Genutzt wird das für Monte-Carlo-Verfahren, für generative Modelle und als Prüfstein für neue Algorithmen.

Plattform

Vom Notebook zum Prozessor

Drei Schritte in derselben Arbeitsumgebung und mit demselben Programmcode. Nur der letzte kostet Prozessorzeit.

Heller Arbeitsplatz an einem Fenster: ein großer Bildschirm auf einem Eichentisch zeigt unscharf sechs waagerechte Linien mit kleinen grauen Kästchen und senkrechten Verbindungen, davor Tastatur, Maus, ein graues Notizbuch und ein Bleistift.

Im Notebook entwickeln

Die Arbeitsumgebung startet mit Jupyter und sechs vorinstallierten Entwicklungsumgebungen für Quantenprogramme. Sie schreiben die Schaltung in Python wie jedes andere Programm und legen Ergebnisse im Objektspeicher des Projekts ab.

Es ist dieselbe verwaltete Arbeitsumgebung wie auf der KI-Plattform, mit demselben Stundensatz. Im Leerlauf hält sie nach 60 Minuten selbst an.

Arbeitsumgebungen der KI-Plattform

Offener schwarzer Serverschrank in einem hellen Serverraum: ein Server ist auf seinen Schienen herausgezogen, der Deckel ist abgenommen, darin stehen mehrere gleiche Grafikkarten in einer Reihe, dahinter zwei Prozessorkühler und Speichermodule.

Auf dem Emulator prüfen

Der Emulator rechnet die Schaltung auf klassischer Hardware exakt nach — ohne Rauschen oder mit einem Rauschmodell, das dem Prozessor nachgebildet ist. So wissen Sie vor dem ersten bezahlten Prozessorlauf, welches Ergebnis zu erwarten ist.

Bis 32 Qubits passt der vollständige Zustand in den Speicher. Auf den Grafikkarten der NG-Serie laufen dieselben Schaltungen um ein Vielfaches schneller als auf dem Prozessor der Instanz.

Qubits je Ausstattung

Nahaufnahme eines photonischen Chips aus Glas auf einem vergoldeten Kupferblock: links und rechts sind Faserblöcke aus Glas angesetzt, aus denen gelbe Glasfasern führen, dahinter feine Golddrähte zu einer grünen Leiterplatte, darunter ein Verstelltisch aus Aluminium.

Auf dem Prozessor ausführen

Ist die Schaltung geprüft, schicken Sie denselben Code an einen der beiden Prozessoren. Der Auftrag wird eingereiht und ausgeführt, die Messergebnisse kommen in Ihre Arbeitsumgebung zurück.

Abgerechnet wird die Zeit, in der der Prozessor Ihren Auftrag ausführt, sekundengenau. Die Wartezeit in der Reihe kostet nichts.

Die beiden Prozessoren

Langer optischer Tisch in einem hellen Labor, flach über die Tischplatte gesehen: Reihen gleicher runder Spiegel in schwarzen Haltern auf Stahlstiften laufen in die Tiefe, dazwischen dünne gelbe Glasfasern. — Beide Prozessoren im Angebot sind im Kern optische Maschinen: Laserlicht fängt einzelne Atome oder führt einzelne Lichtteilchen durch einen Glaschip. Was davon in der Cloud ankommt, ist eine Schnittstelle — Sie schicken eine Schaltung und erhalten Messergebnisse zurück.

Emulatoren

So viele Qubits, wie der Speicher trägt

Ein Emulator hält den vollständigen Zustand der Schaltung im Speicher: 2 hoch n komplexe Zahlen für n Qubits, je 16 Byte in doppelter Genauigkeit. Jedes weitere Qubit verdoppelt den Bedarf — 17,2 GB bei 30 Qubits, 68,7 GB bei 32. Die Tabelle nennt deshalb für jede Ausstattung den Richtwert, bis zu dem der Zustand in die Hälfte des Speichers passt.

Ausstattungen der Quantenemulatoren mit Speicher, Qubit-Richtwert, Stundensatz und Monatsdeckel
Ausstattung	Rechnet auf	Speicher	Qubits	Umgebung / h	Deckel / Monat
NP3Lernen, Kurse und erste Schaltungen mit wenigen Qubits	4 vCPU, Arbeitsspeicher	8 GB	27	0,0567 €0,0658 $	41,39 €48,01 $
NM4Algorithmen entwickeln, Parameter durchsuchen, Ergebnisse gegenprüfen	8 vCPU, Arbeitsspeicher	64 GB	30	0,3045 €0,3532 $	222,29 €257,86 $
NM6Die größten Zustandsvektoren ohne Grafikkarte, lange Läufe über Nacht	32 vCPU, Arbeitsspeicher	256 GB	32	1,2179 €1,4128 $	889,07 €1.031,32 $
NG-L4Viele Schaltungen hintereinander, variationelle Verfahren, Rauschmodelle	1 × L4, Grafikspeicher	24 GB	29	0,8507 €0,9868 $	621,01 €720,37 $
NG-H100Große Schaltungen in doppelter Genauigkeit, mit schneller FP64-Rechnung	1 × H100 SXM, Grafikspeicher	80 GB	31	3,0561 €3,5451 $	2.230,95 €2.587,90 $

Stundensatz = Instanzpreis zuzüglich 15 % Plattformanteil, wie bei den Arbeitsumgebungen der KI-Plattform; der Monatsdeckel entspricht 730 Stunden. Alle Beträge netto, zzgl. 19 % USt.

Rechnung: n = größte ganze Zahl mit 2ⁿ × 16 Byte ≤ 50 % des Speichers. Beispiel NM6: Die Hälfte von 256 GB trägt 2³² Amplituden (68,7 GB), für 2³³ (137,4 GB) reicht sie nicht mehr. In einfacher Genauigkeit passt ein Qubit mehr.

Der erste Lauf

So sieht ein Programm in der Arbeitsumgebung aus: eine Schaltung aus zwei Qubits, tausend Wiederholungen auf dem Emulator, das Ergebnis als Häufigkeiten. Etwa die Hälfte der Messungen ergibt 00, die andere Hälfte 11 — nie 01 oder 10, weil die beiden Qubits verschränkt sind. Auf echter Hardware kommen durch Rauschen wenige solcher Treffer dazu.

erster_lauf.pypython

from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit_aer import AerSimulator
 
# Zwei verschränkte Qubits (Bell-Zustand)
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
qc.measure_all()
 
ergebnis = AerSimulator().run(qc, shots=1000).result()
print(ergebnis.get_counts())   # etwa {'00': 507, '11': 493}

Vorinstalliert

Jede Arbeitsumgebung startet mit denselben 6 offenen Entwicklungsumgebungen. Zwei davon sind zugleich der Zugang zu den beiden Prozessoren — ein Programm, das auf dem Emulator läuft, läuft ohne Umbau auch dort.

QiskitGatterbasierte Schaltungen, verbreitetster Einstieg
CirqSchaltungen mit genauer Kontrolle über Zeitschritte
PennyLaneVariationelle Verfahren und hybrides maschinelles Lernen
CUDA-QEmulation auf der Grafikkarte, eine Schaltung auf mehrere Karten verteilt
PercevalPhotonische Schaltungen, Zugang zum photonischen Prozessor
PulserAnaloge Programme für Neutralatome, Zugang zum Atomprozessor

Quantenprozessoren

Zwei Prozessoren, zwei Arten zu rechnen

Der photonische Prozessor rechnet gatterbasiert, wie der Emulator: Sie setzen Gatter auf Qubits und messen. Der Neutralatom-Prozessor rechnet analog: Sie beschreiben nicht Gatter, sondern wie sich eine Anordnung von Atomen über die Zeit entwickeln soll — für Optimierung und Simulation oft die natürlichere Form.

PhotonenIm Angebot

Photonischer Prozessor

12Qubits

Rechenmodell: Gatterbasiert: Schaltung aus Gattern
Informationsträger: Einzelne Lichtteilchen, geführt in einem Glaschip bei Raumtemperatur; nur Quelle und Detektoren sind gekühlt.
Programmierung: Perceval, in Python
Standort: Helsinki, Finnland
Geeignet für: Gatterbasierte Schaltungen: Algorithmen erproben, Ergebnisse gegen den Emulator prüfen, Stichproben aus Verteilungen ziehen.

Je Sekunde, netto0,3333 €0,3867 $

Entspricht je Stunde1.200,00 €1.392,00 $

NeutralatomeIm Angebot

Neutralatom-Prozessor

100Qubits

Rechenmodell: Analog: Entwicklung eines Atomsystems über die Zeit
Informationsträger: Einzelne Atome, von Laserstrahlen in einer Vakuumzelle festgehalten und in frei wählbaren Mustern angeordnet.
Programmierung: Pulser, in Python
Standort: Helsinki, Finnland
Geeignet für: Analoge Programme: Optimierungsprobleme auf Graphen, Simulation magnetischer Materialien, Probleme mit vielen Variablen.

Je Sekunde, netto1,0000 €1,1600 $

Entspricht je Stunde3.600,00 €4.176,00 $

Technologien

Fünf Arten, ein Qubit zu bauen

Welche Technik sich durchsetzt, ist offen. Jede hat eine andere Stärke und eine andere Grenze — und nur zwei stehen heute in diesem Angebot. Wer auf dem Emulator entwickelt, bindet sich an keine davon.

Fünf Techniken für Qubits mit Informationsträger, Betriebsbedingung, Stärke, Grenze und Angebotsstand
Technik	Informationsträger	Betrieb	Stärke	Grenze	Bei uns
Photonen	Einzelne Lichtteilchen in Wellenleitern eines Chips	Chip bei Raumtemperatur, Lichtquelle und Detektoren tiefgekühlt	Kaum Störung durch die Umgebung, Anschluss an Glasfaser	Verschränkende Gatter gelingen nur mit einer Wahrscheinlichkeit	Im Angebot12 Qubits
Neutralatome	Einzelne Atome, von Laserstrahlen im Vakuum gehalten	Vakuumzelle, Atome per Laser auf Millionstel Kelvin gekühlt	Viele Qubits, Anordnung frei wählbar	Wenige Wiederholungen je Sekunde	Im Angebot100 Qubits
Supraleitende Schaltkreise	Stromkreise aus supraleitendem Metall auf einem Chip	Kühlung auf rund zehn Tausendstel Kelvin	Sehr schnelle Gatter, erprobte Fertigung	Kurze Kohärenzzeit, aufwendige Kühlung	Nicht im Angebot
Ionenfallen	Einzelne geladene Atome im elektrischen Feld	Ultrahochvakuum, Steuerung per Laser	Sehr genaue Gatter, jedes Qubit mit jedem koppelbar	Langsame Gatter, schwer auf viele Qubits zu erweitern	Nicht im Angebot
Spin-Qubits in Silizium	Spin einzelner Elektronen in Halbleiterstrukturen	Kühlung meist unter ein Kelvin	Fertigung verwandt mit heutigen Chips, sehr kleine Qubits	Frühes Stadium, bisher wenige Qubits	Nicht im Angebot

Abrechnung

Was ein Forschungsmonat kostet

Drei Posten, jeder in seinem eigenen Takt: die Arbeitsumgebung je Stunde, der Prozessor je Sekunde, der Arbeitsbereich je Gigabyte. Die Mengen unten sind ein Beispiel für eine kleine Gruppe, die einen Algorithmus einen Monat lang entwickelt und zweimal auf echter Hardware bestätigt.

Beispielrechnung eines Forschungsmonats mit Posten, Menge, Satz und Betrag
Posten	Menge	Satz	Betrag
Arbeitsumgebung NP3Entwickeln und kleine Schaltungen emulieren	80 h	0,0567 €0,0658 $ / h	4,54 €5,27 $
Emulator NG-L4Prüfläufe bis 29 Qubits, mit Rauschmodell	20 h	0,8507 €0,9868 $ / h	17,01 €19,73 $
Photonischer ProzessorBestätigungsläufe der gatterbasierten Schaltung	10 min	0,3333 €0,3867 $ / s	200,00 €232,00 $
Neutralatom-ProzessorEin Optimierungsproblem als Anordnung von Atomen	3 min	1,0000 €1,1600 $ / s	180,00 €208,80 $
Arbeitsbereich im ObjektspeicherNotebooks, Ergebnisse und Messdaten	50 GB	0,0070 €0,0081 $ / GB im Monat	0,35 €0,41 $
Summe des Monats			401,90 €466,20 $

Beispielmengen, keine Mindestabnahme. Alle Beträge netto, zzgl. 19 % USt.

Einsatzfelder

Wo Quantenverfahren heute erprobt werden

Acht Branchen, in denen Forschungsgruppen Quantenverfahren an echten Fragestellungen prüfen. Jede Zeile nennt die Problemklasse dahinter — und damit, welcher Teil des Angebots passt.

Energie und Materialien

Elektronenstruktur von Batterie- und Solarmaterialien, Katalysatoren für die Wasserstofferzeugung.

Passt zu: EmulatorPhotonen

Gesundheit und Pharma

Bindungsenergien kleiner Moleküle, Faltungsfragen als Optimierung, Auswahl von Wirkstoffkandidaten.

Passt zu: EmulatorPhotonen

Finanzen und Versicherungen

Portfolioauswahl als Optimierung, Stichproben für Risikoszenarien, Erkennung ungewöhnlicher Muster.

Passt zu: NeutralatomePhotonen

Verwaltung und Sicherheit

Einsatz- und Ressourcenplanung, dazu die Vorbereitung auf quantensichere Verschlüsselung.

Passt zu: NeutralatomeEmulator

Transport und Logistik

Tourenplanung, Belegung von Rampen und Ladepunkten, Verteilung von Fahrzeugen auf Aufträge.

Passt zu: Neutralatome

Telekommunikation

Zuteilung von Frequenzen als Graphfärbung, Auslegung ausfallsicherer Netze.

Passt zu: Neutralatome

Technologie und Industrie

Maschinelles Lernen mit Quantenschaltungen, Entwurfsfragen in der Chipfertigung.

Passt zu: PhotonenEmulator

Grundlagenforschung

Modelle magnetischer Materialien und Phasenübergänge, Lehre und Methodenentwicklung.

Passt zu: NeutralatomeEmulator

Beispiele

Drei Vorhaben, Posten für Posten

Beispiele, keine Kunden: ohne Namen, ohne Zitate. Dafür nennt jedes Vorhaben die Ausgangslage, die gewählte Ausstattung und den Betrag im Monat — gerechnet mit den Sätzen dieser Seite. Jedes lässt sich als Vorlage für die eigene Anfrage übernehmen.

Gesundheit und Pharma
Bindungsenergie eines Moleküls
Ausgangslage
Eine Forschungsgruppe bestimmt die Bindungsenergie eines kleinen Moleküls mit einem variationellen Verfahren. Das Modell kommt mit zwölf Qubits aus und passt damit auf den photonischen Prozessor.
Entscheidung
NM4 für die Entwicklung, 60 Stunden im Monat; zur Bestätigung 15 Minuten auf dem photonischen Prozessor.
Ergebnis
318,27 €369,19 $
im Monat, netto — vor Startguthaben
Als Vorlage anfragen — Bindungsenergie eines Moleküls
Transport und Logistik
Tourenplanung als Optimierung
Ausgangslage
Ein Innovationsteam in der Logistik prüft, ob sich die Tourenplanung für 60 Fahrzeuge als Optimierungsproblem auf einem Graphen lösen lässt — ohne Vorerfahrung mit Quantenprogrammen.
Entscheidung
NP3 für 40 Stunden Entwicklung; zehn Minuten auf dem Neutralatom-Prozessor, ein Atom je Knoten des Graphen.
Ergebnis
602,27 €698,63 $
im Monat, netto — vor Startguthaben
Als Vorlage anfragen — Tourenplanung als Optimierung
Grundlagenforschung
Semesterkurs Quantenprogrammierung
Ausgangslage
Ein Lehrstuhl gibt ein Semester Quantenprogrammierung für 30 Studierende. Jede und jeder arbeitet rund 20 Stunden im Monat im Notebook.
Entscheidung
30 Arbeitsumgebungen NP3 mit zusammen 600 Stunden; zum Abschluss fünf Minuten auf dem photonischen Prozessor als Vorführung.
Ergebnis
134,02 €155,46 $
im Monat, netto — vor Startguthaben
Als Vorlage anfragen — Semesterkurs Quantenprogrammierung

Häufige Fragen

Was vor dem ersten Lauf zu klären ist

Fragen aus dem ersten Gespräch über ein Quantenvorhaben — nicht die, auf die sich bequem antworten ließe.

Brauche ich Kenntnisse in Quantenphysik, um anzufangen?

Für den Einstieg nicht. Die Entwicklungsumgebungen beschreiben eine Schaltung als Programm in Python: Qubits anlegen, Gatter setzen, messen. Wer lineare Algebra kennt, versteht, was dabei gerechnet wird.

Die günstigste Arbeitsumgebung kostet 0,0567 € je Stunde und reicht für Übungen und erste Algorithmen vollständig.

Was unterscheidet den Emulator vom Prozessor?

Der Emulator rechnet die Schaltung auf klassischer Hardware nach und liefert das exakte Ergebnis, wahlweise mit nachgebildetem Rauschen. Der Prozessor führt sie auf echten Qubits aus; sein Ergebnis ist eine Verteilung aus vielen Messungen und trägt das Rauschen der Hardware.

Die übliche Reihenfolge ist deshalb: auf dem Emulator entwickeln und prüfen, auf dem Prozessor bestätigen.

Wie viele Qubits lassen sich emulieren?

Im vollständigen Zustandsvektor bis 32 Qubits auf NM6 mit 256 GB Arbeitsspeicher. Jedes weitere Qubit verdoppelt den Speicherbedarf; die Tabelle unter Emulatoren nennt den Richtwert für jede Ausstattung.

Tensornetz-Verfahren rechnen Schaltungen mit wenig Verschränkung weit über diese Grenze hinaus. Wie weit, hängt von der Schaltung ab und nicht von der Maschine.

Wie wird die Zeit auf dem Prozessor abgerechnet?

Sekundengenau für die Zeit, in der der Prozessor Ihren Auftrag ausführt. Wartezeit in der Reihe, Übertragung und die Auswertung in der Arbeitsumgebung zählen nicht dazu. Es gibt keine Grundgebühr und keine Lizenz.

Eine Minute kostet auf dem photonischen Prozessor 20,00 €, auf dem Neutralatom-Prozessor 60,00 €, jeweils netto.

Wo stehen die Prozessoren, und wohin gehen meine Daten?

Die Emulatoren laufen auf der Plattform in Deutschland und Finnland. Die beiden Prozessoren stehen in Helsinki, Finnland.

Zum Prozessor gehen die Schaltung und die Zahl der Wiederholungen, zurück kommen die Messergebnisse, beides verschlüsselt. Weder Auftrag noch Ergebnis verlassen dabei Deutschland und Finnland. Ihre übrigen Daten bleiben in der Arbeitsumgebung.

Muss ich mich für eine der beiden Techniken entscheiden?

Nein. Beide Entwicklungsumgebungen sind in derselben Arbeitsumgebung installiert, und beide Prozessoren werden im selben Projekt freigeschaltet.

Die Wahl folgt dem Problem: Gatterbasierte Schaltungen laufen auf dem photonischen Prozessor, Optimierungs- und Simulationsaufgaben, die sich als Anordnung von Atomen ausdrücken lassen, auf dem Neutralatom-Prozessor.

Kann ein Quantenrechner heute meine Verschlüsselung brechen?

Nein. Mit 12 beziehungsweise 100 Qubits ohne Fehlerkorrektur ist das ausgeschlossen. Schätzungen aus der Forschung setzen dafür rund eine Million Qubits voraus, die über Tage fehlerkorrigiert zusammenarbeiten.

Wer Daten verschlüsselt, die viele Jahre geschützt bleiben müssen, sollte den Wechsel auf quantensichere Verfahren trotzdem jetzt planen — gespeicherter Datenverkehr lässt sich später entschlüsseln.

Gibt es ein Startguthaben?

Ja: 100,00 € netto für neue Projekte, einmalig je Organisation. Wir buchen es bei der Freischaltung auf Ihr Guthabenkonto; es wird mit den ersten Rechnungen verrechnet und ist in der Console unter Guthaben zu sehen.

Das reicht zum Beispiel für 5 Minuten auf dem photonischen Prozessor — genug, um eine auf dem Emulator geprüfte Schaltung auf echter Hardware zu bestätigen.

Wie bekomme ich Zugang?

Über die Zugangsanfrage: Vorhaben, Bedarf und Umfang angeben, ohne Konto. Innerhalb von zwei Arbeitstagen kommt ein Einrichtungsvorschlag mit Ausstattung und Kosten; danach richten wir die Arbeitsumgebung im Projekt ein und schalten die beiden Prozessoren frei.

Eine Mindestlaufzeit gibt es nicht: Die Arbeitsumgebung wird je Stunde abgerechnet, der Prozessor je Sekunde.

Nächster Schritt

Zugang anfragen und auf dem Emulator beginnen

Beschreiben Sie Ihr Vorhaben in vier kurzen Angaben — ohne Konto. Innerhalb von zwei Arbeitstagen erhalten Sie einen Einrichtungsvorschlag mit Ausstattung und Kosten; danach richten wir die Arbeitsumgebung in Ihrem Projekt ein und schalten die beiden Prozessoren frei. Eine Mindestlaufzeit gibt es nicht.

Zugang anfragen Arbeitsumgebungen ansehen

Emulator ab: 0,0567 €0,0658 $ / h
Emulation bis: 32 Qubits
Prozessor ab: 0,3333 €0,3867 $ / s
Startguthaben: 100,00 €116,00 $