YORKTOWN HEIGHTS, New York, 26. März 2026 – IBM (NYSE: IBM) gab heute neue Ergebnisse bekannt, wonach ihr Quantencomputer reale magnetische Materialien so simulieren kann, dass die Resultate mit Neutronenstreu-Experimenten übereinstimmen. Dies markiert einen wichtigen Schritt auf dem Weg, Quantencomputer als verlässliches Werkzeug für die wissenschaftliche Forschung einzusetzen. Die in einem Preprint veröffentlichte Arbeit wurden von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des vom US-Energieministerium geförderten Quantum Science Center durchgeführt – unter Beteiligung des Oak Ridge National Laboratory, der Purdue University, der University of Illinois Urbana-Champaign, des Los Alamos National Laboratory, der University of Tennessee sowie von IBM.

Die Entwicklung neuer Materialien – etwa leistungsfähigerer Supraleiter, effizienterer Batterien oder neuartiger Medikamente – erfordert ein tiefes Verständnis quantenmechanischer Effekte, die mit klassischen Methoden oft nur schwer zu simulieren sind. Zwar gelten Quantencomputer seit Langem als vielversprechender Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderung, doch war bislang unklar, ob heutige Prozessoren quantitativ verlässliche Simulationen realer Materialien liefern können. Die nun vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass aktuelle Quantenhardware in Kombination mit neuen Algorithmen und quantenzentrierten Supercomputing-Workflows bereits heute Materialeigenschaften simulieren kann, die sich mit klassischen Methoden allein nur schwer vorhersagen lassen.

Abb.: „Ergebnisse eines Neutronenstreuexperiments (links) und eine von einem IBM Quantencomputer unterstützte Simulation des Experiments (rechts).“ - Lee, Y. T., et al. (2026). Benchmarking quantum simulation with neutron-scattering experiments. arXiv preprint arXiv: 2603.15608.

„Es gibt enorm viele Neutronenstreudaten zu magnetischen Materialien, die wir aufgrund der Grenzen der approximativen klassischen Methoden nicht vollständig verstehen“, sagt Arnab Banerjee, Assistant Professor für Physik und Astronomie an der Purdue University. „Der Einsatz eines Quantencomputers, um diese Simulationen besser zu verstehen und mit experimentellen Daten zu vergleichen, ist seit über einem Jahrzehnt ein Traum von mir – und ich freue mich sehr, dass wir nun erstmals zeigen konnten, dass dies möglich ist.“

Das Experiment

Seit Langem nutzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Neutronenquellen, um die Quanteneigenschaften von Materialien zu untersuchen, indem sie messen, wie einfallende Neutronen Energie und Impuls mit den Spins im Material austauschen. In dieser Studie konzentrierte sich das Team auf den gut charakterisierten magnetischen Kristall KCuF₃ und verglich Neutronenstreu-Messungen direkt mit Simulationen auf einem Quantencomputer. Die Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation zeigt, dass Quantenprozessoren inzwischen in der Lage sind, zentrale dynamische Eigenschaften realer Materialien abzubilden. „Das ist die beeindruckendste Übereinstimmung, die ich bislang zwischen experimentellen Daten und Qubit-Simulationen gesehen habe – und sie setzt die Messlatte deutlich höher für das, was man von Quantencomputern erwarten kann“, sagt Allen Scheie, Festkörperphysiker am Los Alamos National Laboratory. „Ich bin außerordentlich gespannt, was das für die Wissenschaft bedeutet.“

Diese Ergebnisse tragen dazu bei, Quantencomputer als verlässliche Rechenwerkzeuge für die Materialsimulation zu etablieren. „Quantensimulationen realistischer Materialmodelle und deren experimentelle Charakterisierung sind ein eindrucksvoller Beleg für den Einfluss, den Quantencomputing auf wissenschaftliche Entdeckungsprozesse haben kann“, sagt Travis Humble, Director des Quantum Science Center am Oak Ridge National Laboratory.

Die Studie verdeutlicht zudem, dass Verbesserungen bei Größe und Qualität der Quantenprozessoren entscheidend für die erzielte Simulationsgenauigkeit waren. „Diese Ergebnisse wurden maßgeblich durch die heute erreichbaren Zwei-Qubit-Fehlerraten unserer Quantenprozessoren ermöglicht“, sagt Abhinav Kandala, Principal Research Scientist bei IBM. „Wir erwarten, dass weitere Verbesserungen der Fehlerraten sowie Erweiterungen auf höhere Dimensionen Vorhersagen von Materialeigenschaften ermöglichen werden, die mit klassischen Methoden allein nur schwer zugänglich sind.“

Durch die Programmierbarkeit eines universellen Quantenprozessors hat das Team den Ansatz bereits über KCuF₃ hinaus erweitert und Materialklassen mit komplexeren Wechselwirkungen simuliert.

Auf dem Weg ins Quantenzeitalter

Das Experiment ist Teil eines umfassenderen Wandels in der Anwendung von Quantencomputern auf wissenschaftliche Fragestellungen, die von Forschungslaboren definiert werden. Zu den jüngsten Ergebnissen zählen unter anderem die erste Quantensimulation eines bislang unbekannten Halb‑Möbius‑Moleküls sowie eine hochskalierende Proteinsimulation mit der Cleveland Clinic. In Chemie, Materialwissenschaft und Molekularbiologie beginnt die Quantensimulation damit, sich Fragestellungen zu widmen, die für die Wissenschaft von grundlegender Bedeutung sind.

Der hier aufgezeigte quantenzentrierte Supercomputing-Ansatz zielt darauf ab, wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Mehrwert zu schaffen, indem heutige Quantenhardware mit klassischem Computing in Workflows kombiniert wird, die beide Technologien produktiv zusammenführen.

Weitere Informationen zur Arbeit von IBM im Bereich quantenzentriertes Supercomputing finden Sie hier.

Über IBM

IBM ist ein weltweit führender Anbieter von Hybrid Cloud, KI und Business Services und unterstützt Kunden in mehr als 175 Ländern dabei, aus ihren Daten Erkenntnisse zu gewinnen, Geschäftsprozesse zu optimieren, Kosten zu senken und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. Tausende staatliche und private Organisationen in kritischen Infrastrukturbereichen wie Finanzdienstleistungen, Telekommunikation und Gesundheitswesen setzen auf die Hybrid-Cloud-Plattform von IBM und Red Hat OpenShift, um ihre digitale Transformation schnell, effizient und sicher umzusetzen. Wegweisende Innovationen von IBM in den Bereichen KI, Quantencomputing, branchenspezifische Cloud-Lösungen und Business Services bieten Kunden offene und flexible Optionen – gestützt durch das langjährige Engagement des Unternehmens für Vertrauen, Transparenz, Verantwortung, Inklusion und Service.

Weitere Informationen finden Sie unter https://research.ibm.com.

Abbildung oben: „Eine von einem IBM Quantencomputer unterstützte Simulation eines Neutronenstreuexperiments zeigte eine hohe Übereinstimmung mit den realen Messergebnissen.” - Lee, Y. T., et al. (2026). Benchmarking quantum simulation with neutron-scattering experiments. arXiv preprint arXiv: 2603.15608.

Medienkontakte:

Erin Angelini 

IBM Communications, edlehr@us.ibm.com

Danielle Cerasani 

IBM Communications, dcerasani@ibm.com

Sabine Büttner

IBM Unternehmenskommunikation DACH, sabine_buettner@de.ibm.com