Quantum Annealing ist ein Sonderfall unter den sechs Bauweisen auf dieser Seite, verfolgt praktisch exklusiv von D-Wave. Die anderen fünf Ansätze bauen sogenannte Gatter-Quantencomputer: Man reiht einzelne, genau festgelegte Rechenschritte aneinander, ähnlich wie bei einem klassischen Prozessor, nur mit Quanteneffekten. Quantum Annealing funktioniert grundlegend anders und kann nur eine bestimmte Art von Aufgabe lösen, nämlich Optimierungsprobleme, also die Suche nach der besten unter sehr vielen möglichen Kombinationen, etwa die günstigste Route, die effizienteste Maschinenbelegung oder das beste Portfolio.
Die Idee dahinter: Man übersetzt das Optimierungsproblem in eine Energielandschaft aus vielen Tälern und Bergen, die beste Lösung entspricht dem tiefsten Tal, dem globalen Minimum dieser Landschaft. Ein System aus vielen gekoppelten Qubits startet in einem einfachen, gleichmäßig überlagerten Ausgangszustand. Dieser Zustand wird dann langsam verändert, „Annealing“ bedeutet auf Deutsch etwa Ausglühen, ein Begriff aus der Metallverarbeitung, wo langsames Abkühlen Materialspannungen abbaut, bis er sich immer mehr der eigentlichen Problem-Landschaft annähert. Am Ende soll das System im tiefsten Tal landen, also bei der besten gefundenen Lösung. Dank quantenmechanischem Tunneleffekt kann das System dabei durch Energiebarrieren hindurchtunneln, statt sie wie ein klassischer Algorithmus umständlich überklettern zu müssen. Das ist die Hoffnung auf einen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber klassischen Optimierungsverfahren.
Kein Universalrechner
Quantum Annealing ist kein Universalrechner. Es gibt keine beliebig programmierbaren Gatter wie bei supraleitenden Schaltkreisen oder Ionenfallen, sondern nur die eine Grundoperation: eine vorgegebene Energielandschaft langsam durchlaufen. Für Aufgaben wie Shors Faktorisierungsalgorithmus oder allgemeine chemische Simulationen ist dieser Ansatz nicht geeignet, dafür bräuchte es einen Gatter-basierten Quantencomputer wie die anderen fünf Ansätze auf dieser Seite. Eine Einordnung aller sechs Bauweisen nebeneinander gibt es auf der Vergleichsseite und im Grundlagenartikel Was ist eigentlich ein Qubit?
Von Kadowaki und Nishimori zu D-Wave
Theoretisch vorgeschlagen wurde Quantum Annealing 1998 von Tadashi Kadowaki und Hidetoshi Nishimori am Tokyo Institute of Technology, als schnellere quantenmechanische Variante des klassischen „Simulated Annealing“, formuliert im transversalen Ising-Modell. Ein Jahr später, 1999, wurde in British Columbia, Kanada, D-Wave Systems als Ausgründung der University of British Columbia gegründet, von Haig Farris, Geordie Rose, Bob Wiens und Alexandre Zagoskin. Farris hatte an der UBC einen Unternehmertumskurs unterrichtet, in dem Rose promovierte und Zagoskin als Postdoc arbeitete.
Am 11. Mai 2011 brachte D-Wave den D-Wave One auf den Markt, einen 128-Qubit-Chipsatz, von D-Wave selbst als „world’s first commercially available quantum computer“ beworben, zum Verkaufspreis von rund 10 Millionen US-Dollar. Ob das im strengen Sinn echtes Quantencomputing war, ist in der Fachwelt bis heute nicht ganz unumstritten, unbestritten ist aber, dass es das erste tatsächlich verkaufte Quantencomputer-System war. Seither entwickelt D-Wave als praktisch einziger nennenswerter Anbieter kontinuierlich größere Annealing-Systeme weiter, bis zum aktuellen Advantage2 mit über 4.400 Qubits.
Was dafür spricht, was nicht
Für bestimmte Optimierungsprobleme, etwa in Logistik, Fertigungsplanung, Portfolio-Optimierung oder Einzelhandel, kann der Ansatz potenziell sehr effizient sein, weil das System genau für diese Art von Problemklasse gebaut ist. Mit über 4.400 Qubits hat Advantage2 die mit Abstand höchste Qubit-Zahl aller sechs Ansätze am Markt, und seit Mai 2025 ist das System allgemein verfügbar (General Availability), kein reines Forschungssystem mehr.
Die wichtigste Einschränkung ist die fehlende Universalität: Quantum Annealing kann keine beliebigen Quantenalgorithmen ausführen, sondern nur Optimierungsprobleme, die sich in die passende Energielandschafts-Form bringen lassen. D-Wave selbst positioniert sich deshalb bewusst nicht im Wettbewerb um den stärksten oder universellsten Quantencomputer, sondern klar als Spezialwerkzeug. Offen bleibt außerdem, ob und in welchem Umfang ein tatsächlicher, praktisch relevanter Geschwindigkeitsvorteil gegenüber sehr guten klassischen Optimierungsalgorithmen durchgängig besteht. Das ist in der Fachwelt Gegenstand laufender Debatte, eine abschließende, allgemein anerkannte Zahl dazu gibt es bislang nicht. Dazu kommt, dass D-Wave keine öffentliche, konkrete Preisliste für die Leap-Cloud-Nutzung veröffentlicht.
2026 im Überblick
D-Wave Advantage2 hat über 4.400 Qubits, eine 20-fache Konnektivität dank Zephyr-Topologie und über 40.000 Koppler. Seit Mai 2025 läuft das System im General-Availability-Status, zugänglich über den Leap-Cloud-Service. Weitere Einordnung und die Preisfrage im Detail stehen in der Hersteller-Übersicht und auf der Vergleichsseite.
In Kürze
Quantum Annealing ist kein Universalrechner, sondern ein Spezialwerkzeug für Optimierungsprobleme, verfolgt praktisch nur von D-Wave. Das Prinzip: eine Energielandschaft langsam durchlaufen und dank Quantentunneln im tiefsten Tal, der besten Lösung, landen. Mit über 4.400 Qubits hat D-Wave Advantage2 die höchste Qubit-Zahl aller sechs Bauweisen, wie groß der praktische Vorteil gegenüber klassischen Optimierungsverfahren im Alltag wirklich ist, bleibt in der Fachwelt aber offen.
Quellen und weiterführende Links: D-Wave Docs: What is Quantum Annealing? · Postquantum: Quantum Computing Modalities – Quantum Annealing · Tokyo Tech: Hidetoshi Nishimori – Applying quantum annealing to computers · Phys.org: D-Wave and predecessors – From simulated to quantum annealing · D-Wave Produktübersicht · D-Wave Advantage2 GA-Meldung · Wikipedia: D-Wave Systems