Googles Quantencomputer funktioniert: Das Ende von 0 oder 1

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Google hat mit seinem Quantencomputer jetzt auch offiziell eine komplizierte Rechnung durchgeführt, für die aktuelle Supercomputer Jahrtausende gebraucht hätten. Doch das ist erst der Anfang, verspricht Google-Chef Sundar Pichai.
Google-Prozessor
Google-ProzessorBildquelle: Nature

Es wurde schon länger gemunkelt, dass Google es geschafft hat. Nun hat der Technologiekonzern das Geheimnis gelüftet. Der Quantencomputer Sycamore hat die Quantum supremacy bewiesen. Laut Nature und Google selbst, sind die Google-Techniker damit weltweit die Ersten, die die „Quanten-Überlegenheit“ gezeigt haben. In 200 Sekunden hat der Quantencomputer eine Aufgabe gemeistert, die für einen aktuellen Supercomputer fast unmöglich ist. 10.000 Jahre, so die Forscher, hätte ein solcher für das Problem gebraucht. Um die Zahlen in Relation zu setzen: Die Aufgabe war speziell auf die Stärken des Quantencomputers ausgelegt, was den Erfolg jedoch nicht schmälern soll. Sycamore ist in diesem Fall nämlich eine Sensation auch im weltweiten Maßstab.

Der Computer basiert laut Nature auf einem zweidimensionalen Gatter aus 54 Transmons, die über Konnektoren mit ihren vier Nachbarn verbunden sind. Diese Schaltzentren bestehen aus Quantenbits aus Supraleitern. So müssen die Wissenschaftler sie auf extrem niedrige Temperaturen kühlen, um ihre besonderen Eigenschaften zu erhalten. Im Prinzip geht es darum, nicht mehr die beiden Zustände 0 oder 1 pro Transistor zu erhalten, sondern Zustände, die beide Informationen enthalten. So kann in der Quantenmechanik ein Objekt zwei Zustände gleichzeitig einnehmen.

Der Weg zum Quantencomputer von Google

Schon 2006 startete die Überlegung bei Google, wie Quantencomputer maschinelles Lernen unterstützen könnten. Diese Arbeit führte laut Google zur Gründung des Google-AI-Quantum-Teams. 2014 kam die University of California in Santa Barbara zum Entwicklungsteam Googles und arbeitete nun mit am Quantencomputer. Die Aufgabe, die jetzt zu lösen war, bedurfte ebenfalls jahrelanger Vorbereitung. Heraus kam nun das weltweit erste Quantensystem, „das die Fähigkeiten von Supercomputern für diese spezielle Berechnung übertrifft“.

Quantencomputer in den Kinderschuhen

Was bedeutet der Erfolg der Google-Forscher für den Endverbraucher? Bisher nicht viel. Denn die Technik ist noch Jahre davon entfernt in herkömmlichen Rechnern oder gar Smartphones, Laptops oder anderer technischer Geräte aus dem Alltag verbaut zu werden. Der „Moonshot“, wie es Google-CEO Sundar Pichai nennt, ist jedoch ein Fingerzeig, wohin die Menschheit in Zukunft gehen kann. Solche Rechner könnten in der Lage sein, Probleme zu lösen, die bisher nicht lösbar sind. Vor allem bei komplexen Systemen, beispielsweise bei Klimamodellen, sind hohe Rechenleistungen nötig, um zu simulieren, wie es in Zukunft weitergehen könnte. Solche Aufgaben übernehmen zurzeit noch Supercomputer herkömmlicher Art. Sycamore kann diese noch nicht ablösen, er bricht jedoch das Zeitalter der Quantencomputer an.

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