Google hat einen neuen Chip vorgestellt, der in fünf Minuten ein Problem löst, das derzeitige Supercomputer 10 Septillion Jahre benötigen würden.
Der neue Chip von Google, „Willow“ genannt, ist ein großer Fortschritt im Bereich des Quantencomputings. Laut Google benötigt er nur fünf Minuten, um eine Aufgabe zu erledigen, die heute die schnellsten Supercomputer der Welt 10 Septillion Jahre kosten würde. Dies entspricht 10.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahren.
Quantencomputing basiert auf den Prinzipien der Teilchenphysik und soll neue, unglaublich leistungsstarke Computer ermöglichen. Google erklärt, dass Willow Schlüsseltechnologien vereint und den Weg zu einem praktischen, groß angelegten Quantencomputer ebnet.
Die Herausforderungen von Quantencomputern
Trotz dieser Fortschritte ist Willow für den Moment noch ein experimentelles Gerät. Experten sagen, dass ein Quantencomputer, der in der Lage ist, eine breite Palette von realen Problemen zu lösen, noch Jahre – und Milliarden von Dollar – entfernt ist.
Quantencomputer funktionieren anders als herkömmliche Computer. Sie nutzen die Prinzipien der Quantenmechanik, das merkwürdige Verhalten winziger Teilchen, um Probleme viel schneller zu lösen. Quantencomputer könnten potenziell komplexe Prozesse wie die Entwicklung neuer Medikamente erheblich beschleunigen.
Es gibt jedoch auch Bedenken, dass diese Technologie missbraucht werden könnte, zum Beispiel, um Verschlüsselungen zu knacken. Apple hat kürzlich angekündigt, dass iMessage-Chats „quantensicher“ gemacht werden, um sie vor zukünftigen Quantencomputern zu schützen.
Hartmut Neven, Leiter von Googles Quantum AI-Labor, beschreibt Willow als „den besten Quantenprozessor, der bislang gebaut wurde“. Er sagte, dass Willow in praktischen Anwendungen eingesetzt werden könne, gab jedoch keine weiteren Details preis. Ein kommerziell nutzbarer Quantencomputer werde jedoch erst gegen Ende des Jahrzehnts verfügbar sein.
Quantencomputing wird besonders relevant für die Simulation von Systemen, bei denen Quantenphänomene wichtig sind, wie zum Beispiel beim Design von Kernfusionsreaktoren oder in der Pharmaentwicklung. Auch für die Entwicklung besserer Autobatterien könnte es von Bedeutung sein.
Fehlerkorrekturen und Fortschritte
Die Entwicklung von Quantencomputern ist mit vielen Herausforderungen verbunden, vor allem mit der Fehleranfälligkeit. Die Leistung eines Quantencomputers steigt mit der Zahl der sogenannten Qubits. Doch je mehr Qubits ein Chip hat, desto anfälliger ist er für Fehler.
Google hat dieses Problem mit Willow jedoch überwunden. Forscher haben den Chip so programmiert, dass die Fehlerquote bei steigender Anzahl von Qubits sinkt. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt dar und löst ein Problem, das die Branche seit fast 30 Jahren verfolgt. Neven vergleicht dies mit einem Flugzeug, das mit immer mehr Motoren sicherer wird.
Professor Alan Woodward von der University of Surrey warnt jedoch, dass Willow in einem einzelnen Test zwar beachtliche Fortschritte zeigt, aber nicht die universelle Leistung bietet, die man von einem Quantencomputer erwartet.
Trotzdem stellt Willow einen wichtigen Schritt in der Quantencomputing-Entwicklung dar. Laut Google muss die Fehlerquote in zukünftigen Quantencomputern weiter gesenkt werden, um diese wirklich praktisch nutzbar zu machen.
Quantencomputer könnten schließlich bei einer Vielzahl von Aufgaben wie der Logistik, der Routenplanung für Flugzeuge oder der Verteilung von Telekommunikationssignalen eine Rolle spielen. Auch im Vereinigten Königreich wächst der Sektor, und es gibt bereits 50 Unternehmen im Bereich Quantencomputing.
Wissenschaftliche Erkenntnisse zu Willow wurden in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
