Googles Fortschritte beim Quantencomputer: Ist das jetzt Durchbruch zum Wunderrechner?
Bislang werden Quantencomputer von ihrer Fehleranfälligkeit gebremst, sodass sie relevante Probleme nicht schneller lösen können als herkömmliche Computer. Google hat nun ein effektives Verfahren zur Fehlerkorrektur entwickelt. Es erleichtert das Vergrößern von Quantencomputern. Doch Google hat die Konkurrenz noch lange nicht abgehängt.
Computer werden seit Jahrzehnten immer leistungsfähiger, aber manche Aufgaben sind so komplex, dass selbst die schnellsten Supercomputer Jahre brauchen würden, um sie zu lösen. Dazu zählen Simulationen komplexer Moleküle mit über 50 Atomen, etwa für die Entwicklung neuer Wirkstoffe, oder Optimierungsaufgaben wie Verkehrsflüsse in Metropolen oder Finanzportfolios. Die Hoffnung, solche Probleme in Sekunden zu lösen, liegt auf künftigen Quantencomputern.
Seit rund 20 Jahren arbeiten Physiker weltweit an einem solchen „Wunderrechner“. Doch bislang gibt es nur Laborprototypen, die zu klein für praxisrelevante Aufgaben sind. Eine der größten Hürden bleibt die schwer korrigierbare Fehleranfälligkeit von Quantencomputern. Forscher um Hartmut Neven von Googles „Quantum AI“ melden nun einen Fortschritt: Sie entwickelten ein effektives Fehlerkorrekturverfahren, das auf größere Quantencomputer hoffen lässt. Darüber berichten sie im Fachmagazin Nature.
Superposition: Die rätselhafte Superkraft der Qubits
Quantencomputer nutzen ein erstaunliches Phänomen des Mikrokosmos: Kleine Objekte wie Elektronen oder Atome können Eigenschaften annehmen, die sich in der makroskopischen Welt gegenseitig ausschließen – wie ein hypothetischer Ball, der gleichzeitig an zwei Orten ist, oder ein Kompass, der simultan in zwei Richtungen zeigt. Diese „Superposition“ kann im Prinzip auch für Computer genutzt werden. Die kleinste Informationseinheit des klassischen Rechners, das „Bit“, kann entweder den Wert 0 oder den Wert 1 tragen, nie beides gleichzeitig. Dank der Superposition hingegen lässt sich aus Atomen oder anderen kleinen Objekten ein „Qubit“ konstruieren, das sowohl 0 als auch 1 speichern kann.
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