Google hat im Bereich der Quantencomputer eine neue Leistung vorgestellt. Dieses Thema interessiert viele Fachleute, weil Quantencomputer Aufgaben lösen können, für die herkömmliche Rechner viel länger brauchen.
Die neue Entwicklung soll zeigen, dass solche Systeme nicht nur theoretisch nützlich sind, sondern in Zukunft auch für echte Anwendungen eine Rolle spielen können.
Neuer Fortschritt von Google
Ein Team von Google Quantum AI hat eine Berechnung durchgeführt, die auf normalen Hochleistungsrechnern sehr lange dauern würde. Dabei kam ein neuer Ablauf mit dem Namen „Quantum Echoes“ zum Einsatz. Dieses Verfahren lief auf dem Quantenprozessor „Willow“. Laut Google war der Ablauf rund 13.000-mal schneller als der beste bekannte Ablauf auf einem der schnellsten herkömmlichen Rechner der Welt. Während der Quantenprozessor etwas mehr als zwei Stunden benötigte, würde ein klassischer Rechner dafür etwa 3,2 Jahre brauchen. Die Ergebnisse wurden in einem bekannten wissenschaftlichen Fachmagazin veröffentlicht. Das ist für viele Forscherinnen und Forscher wichtig, weil es zeigt, dass die Arbeit von anderen geprüft wurde.
Warum dieser Fortschritt besonders gilt
Ein wichtiger Punkt an dieser Veröffentlichung ist, dass die Ergebnisse von anderen Fachgruppen bestätigt werden können. Google hatte bereits im Jahr 2019 einen Durchbruch gemeldet. Damals konnten andere Gruppen jedoch nicht klar bestätigen, ob dieser Vorteil wirklich so eindeutig war. Dieses Mal ist es anders: Die neue Methode kann von anderen Laboren nachgeprüft werden. Das bedeutet, dass die Ergebnisse nicht nur von Google selbst stammen, sondern auch von außen überprüft werden können.
Wie „Quantum Echoes“ funktioniert
Bei der Arbeit mit dem Ablauf „Quantum Echoes“ wird ein sehr genaues Signal in das System gegeben. Anschließend wird ein einzelner Teil des Systems absichtlich verändert. Danach wird die Entwicklung zurückgedreht, um zu sehen, wie sich das System verhält. Aus dem zurückkehrenden Signal können Forschende ablesen, was im Inneren des Systems passiert. Diese Methode ist nicht nur ein Test, sondern kann in der Forschung eingesetzt werden. Gemeinsam mit einer Universität in Kalifornien (USA) wurden damit Strukturen von Molekülen untersucht. Die Ergebnisse deckten sich mit bekannten Messmethoden, lieferten aber zusätzliche Hinweise, die bisher nicht möglich waren.
Der „Willow“-Prozessor
Der genutzte Prozessor „Willow“ besitzt 105 einzelne Einheiten, sogenannte Qubits. Dieser Chip war bereits vorher Grundlage für eine wichtige Entwicklung in der Fehlerkorrektur von Quantenberechnungen. Die aktuelle Leistung zeigt, dass der Chip stabil und genau arbeitet.
Trotzdem steht die Entwicklung erst am Anfang. Fachleute erklären, dass für Anwendungen in großem Umfang künftig Systeme gebraucht werden, die aus sehr viel mehr solchen Einheiten bestehen. Das sei technisch noch eine Herausforderung. Google geht jedoch davon aus, dass es innerhalb der nächsten fünf Jahre erste praktische Anwendungen geben könnte – etwa in der Erforschung von neuen Medikamenten oder neuen Materialien.
