Google hat einen bedeutenden Meilenstein im Bereich des Quantencomputings bekannt gegeben: den Willow-Chip, der erhebliche Fortschritte in der Leistung und Fehlerkorrektur erzielt hat. Das Unternehmen behauptet, dass Willow eine Rechenaufgabe in weniger als fünf Minuten lösen kann – eine Aufgabe, die laut Google einem der weltweit schnellsten Supercomputer 10 Septillionen Jahre dauern würde, was deutlich länger ist als das Alter des Universums.

Diese Leistung stellt einen riesigen Fortschritt im Vergleich zu Googles Quantencomputing-Meilenstein von 2019 dar, als das Unternehmen demonstrierte, dass sein vorheriger Quantenprozessor eine komplexe mathematische Gleichung in drei Minuten lösen konnte – eine Aufgabe, die für einen Supercomputer 10.000 Jahre gebraucht hätte. Damals hatte IBM die Behauptung von Google angezweifelt, aber nun setzt Willow neue Maßstäbe für die Leistung von Quantencomputern.

Ein Sprung in der Leistung des Quantencomputings

Willow, der über 105 Qubits verfügt, hat laut Google „Best-in-Class-Performance“ erreicht. Qubits sind die fundamentalen Einheiten des Quantencomputings und unterscheiden sich erheblich von klassischen Bits. Im Gegensatz zu normalen Bits, die entweder 0 oder 1 sind, können Qubits gleichzeitig mehrere Zustände annehmen – wie 0, 1 oder beide –, was es Quantencomputern ermöglicht, Berechnungen exponentiell schneller durchzuführen.

Eine der größten Herausforderungen im Quantencomputing ist die Fehlerkorrektur. Da Qubits anfällig für Fehler sind, ist es eine komplexe Aufgabe, ihre Stabilität während der Berechnungen aufrechtzuerhalten. Googles Durchbruch umfasst jedoch eine bedeutende Weiterentwicklung bei der Reduzierung dieser Fehler. Durch die Einführung zusätzlicher Qubits und den Einsatz von Echtzeit-Fehlerkorrekturen konnten Googles Forscher die Zuverlässigkeit und Effizienz ihres Quantenchips erheblich verbessern. Diese Entwicklung wurde in einer Studie, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, detailliert beschrieben.

Der nächste Meilenstein: Praktische Anwendungen

Googles nächstes Ziel ist es, über die Quantenüberlegenheit hinauszugehen – den Punkt, an dem Quantencomputer Probleme lösen können, die klassische Computer nicht bewältigen können. Das Unternehmen strebt an, eine „nützliche, überklassische“ Berechnung zu demonstrieren, die nicht nur für reale Anwendungen von Bedeutung ist, sondern auch jenseits der Möglichkeiten traditioneller Computer liegt.

Hartmut Neven, der Gründer von Google Quantum AI, betonte, dass Quantencomputing in naher Zukunft „unentbehrlich“ für verschiedene Bereiche sein wird. Die möglichen Anwendungen von Quantencomputing umfassen:

  • KI-Training: Helfen, riesige Datenmengen zu sammeln, um künstliche Intelligenz zu trainieren.
  • Medizin: Die Entdeckung neuer Behandlungen und Medikamente beschleunigen.
  • Energie: Effizientere Batterien für Elektrofahrzeuge entwickeln.
  • Fusion und alternative Energien: Die Grenzen sauberer Energielösungen verschieben.

Diese Fortschritte könnten viele Industrien revolutionieren und eine neue Ära der Rechenleistung einläuten, die in der Lage ist, einige der komplexesten Probleme der Welt zu lösen.

Das Rennen um den Quantencomputer

Willows Fähigkeiten haben Google an die Spitze des Quantencomputing-Rennens katapultiert, zusammen mit großen Akteuren wie Microsoft, Amazon und IBM, die alle an ihren eigenen Quantencomputing-Systemen arbeiten. Googles Erfolg stellt nicht nur einen technologischen Durchbruch dar, sondern auch einen Schritt hin zu praktischen und bedeutenden Quantenberechnungen.

Im Bereich des Quantencomputings bleibt die Fehlerkorrektur eine große Herausforderung, und Googles Fähigkeit, Fehler zu reduzieren und gleichzeitig die Anzahl der Qubits zu erhöhen, wird als historische Leistung gefeiert. Während Google weiterhin seine Quanten-Systeme verfeinert, zielt das Unternehmen darauf ab, zu beweisen, dass Quantencomputer nicht nur theoretische Aufgaben lösen, sondern auch Probleme von praktischer Bedeutung angehen können, die klassische Computer nicht bewältigen können.

Die Zukunft des Quantencomputings

Die heutige Ankündigung von Google markiert einen wichtigen Moment auf dem Weg zur Verwirklichung des Potenzials von Quantencomputing. Die kommenden Jahre könnten dramatische Fortschritte bringen, die Quantencomputer von der Forschung in die Praxis überführen und Industrien von der Gesundheitsversorgung bis hin zu sauberer Energie beeinflussen.

Da sich Quantencomputing weiterentwickelt, wird die Fähigkeit, Probleme zu lösen, die derzeit außerhalb der Reichweite klassischer Computer liegen, die Zukunft der Technologie prägen – und der Willow-Chip von Google hilft, diesen Weg zu ebnen.