Google hat mit seinem neuen Quantencomputer-Chip Willow einen Durchbruch erzielt. Der Chip bewältigt eine Rechenaufgabe in weniger als fünf Minuten, für die selbst die leistungsstärksten Supercomputer der Welt etwa 10 Septillionen Jahre benötigen würden – das übersteigt das Alter des Universums. Oder etwas greifbarer: 10.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahre.
Diese Entwicklung stellt einen unglaublichen Fortschritt gegenüber 2019 dar, als Google bereits einen Quantenprozessor präsentierte, der eine mathematische Berechnung in drei Minuten durchführte. Damals wurde für einen Supercomputer eine Rechenzeit von 10.000 Jahren veranschlagt, allerdings nutzt Google laut eigener Aussagen auch einen selbst entwickelten Benchmark.
Der neue Willow-Chip arbeitet mit 105 Qubits. Im Gegensatz zu klassischen Computern, die mit Bits arbeiten und nur die Zustände 0 oder 1 kennen, können Qubits mehrere Zustände gleichzeitig annehmen. Diese Eigenschaft macht sie für Berechnungen interessant, führt aber auch zu Problemen mit der Fehleranfälligkeit.
Die Google-Forscher haben nun einen Weg gefunden, diese Fehler zu reduzieren. Sie entwickelten eine Methode, bei der zusätzliche Qubits in das System eingebracht werden, wodurch Fehler in Echtzeit korrigiert werden können. Laut eigener Aussagen geht es nicht nur um Quantität, sondern auch um Qualität. Sicherlich nicht überraschend. Um einen echten Fortschritt bei der Fehlerkorrektur zu zeigen, muss man nachweisen, dass man unter der Schwelle liegt, und dies ist laut Google eine herausragende Herausforderung, seit Peter Shor 1995 die Quantenfehlerkorrektur einführte.
Google plant, diese Technologie für praktische Anwendungen einzusetzen. Konkret sollen Berechnungen durchgeführt werden, die für klassische Computer nicht machbar sind. Die Einsatzgebiete sind vielfältig.
Stark vereinfacht:
1. Quantenbits (Qubits): Im Gegensatz zu klassischen Computern, die Bits (0 oder 1) verwenden, nutzen Quantencomputer Qubits. Ein Qubit kann dank einer Eigenschaft namens Überlagerung sowohl 0 als auch 1 gleichzeitig sein. Das ermöglicht Quantencomputern, eine große Menge an Informationen gleichzeitig zu verarbeiten.
2. Verschränkung: Qubits können verschränkt sein, was bedeutet, dass der Zustand eines Qubits direkt mit dem eines anderen zusammenhängt, unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind. Dies kann verwendet werden, um komplexe Berechnungen effizienter durchzuführen als mit klassischen Computern.
3. Interferenz: Quantencomputer nutzen Interferenz, um richtige Antworten zu verstärken und falsche zu unterdrücken, während Berechnungen durchgeführt werden.
Mal schauen, was das für Verschlüsselung und Dinge wie „sichere“ Passwörter in Zukunft bedeutet.
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