Google feiert Durchbruch beim Quantencomputing

Google feiert an diesem Mittwoch den – laut eigenen Angaben – “Durchbruch beim Quantencomputing”. Zeitgleich mit der Veröffentlichung der Forschungsergebnisse in der Wissenschaftszeitschrift Nature, haben die verantwortlichen Google-Forscher auch einen ausführlichen Blog-Eintrag zu ihrer Arbeit veröffentlicht.

Den Erfolg ordnet Google-Chef Sundar Pichai in einem eigenen Blog-Beitrag ein, der den Titel trägt: “Was unser Quantum Computing Meilenstein bedeutet.” Hinzu kommt dann noch schließlich ein weiterer Beitrag des Chef-Quantum-Wissenschaftlers John Marinis, in dem die genaueren technischen Zusammenhänge erläutert werden.

Was ist da passiert? Warum feiert sich Google?

Konkret hat Google mit seinem gelungenen Experiment die sogenannte “Quantenüberlegenheit” (Quantum Supremacy) belegt. Der Google Quantencomputer, in dem Googles Sycamore-Chips arbeiten, hat eine vorgegebene Aufgabe in einer Zeit erledigt, die (sehr deutlich) unter der Zeit liegt, die der schnellste Supercomputer – und damit herkömmliche Computer – benötigt.

“Dieser Moment stellt einen großen Meilenstein in unserem Bemühen dar, die Prinzipien der Quantenmechanik zur Lösung von Rechenproblemen zu nutzen”, schreibt Google-CEO Pichai zum Beleg der Quantenüberlegenheit. Und er fügt hinzu: “Während wir uns für das, was vor uns liegt, freuen, sind wir auch sehr demütig, angesichts der Reise, die wir unternommen haben, um hierher zu gelangen.”

In 200 Sekunden Aufgabe gelöst, für die Supercomputer 10.000 Jahre bräuchte

In dem Experiment hat ein Quantencomputer mit einem vergleichbar kleinen Chip mit nur 53 Qubits die vorgegebene Aufgabe in 200 Sekunden gelöst. Der aktuell schnellste Supercomputer der Welt würde für das gleiche Ergebnis rund 10.000 Jahre benötigen, gab Google nun am Mittwoch bekannt.

Um zu verstehen, was ein Qubit ist: Ein herkömmlicher PC speichert die Informationen in Bits, wobei jedes Bit entweder den Wert 0 oder 1 besitzen kann. Ein Qubit kann dagegen sowohl den Zustand 0 als auch 1 besitzen. Mit 8 Bits kann eine Zahl zwischen 0 und 255 gespeichert werden. 8 Qubits können dagegen in allen 256 Möglichkeiten gleichzeitig sein. Mehr Informationen zu Quantencomputer und Qubits finden Sie in diesem Beitrag.

Bereits im September gab es Berichte darüber, dass Google den Meilenstein der Quantum Supremacy erreicht haben könnte. Und schon damals betonten Wissenschaftler, dass damit noch nicht das Ende der Ära der klassischen Computer, die mit 0 und 1 statt Qubits rechnen, gekommen ist.

Das schmälert allerdings nicht den Erfolg, denn belegt wird immerhin, dass langfristig Quantencomputer nicht nur wichtig im Bereich der Forschung sind, sondern in der Zukunft auch die klassischen Rechner ersetzen könnten, die heutzutage auf, unter und neben den Schreibtischen stehen. Alle großen IT-Unternehmen arbeiten an solchen generell einsetzbaren Quantencomputern. Aktuell sind Quantencomputer aber nicht nur zu teuer, sondern auch zu empfindlich. So müssen sie in einer Umgebung betrieben werden, in denen eine sehr niedrige Temperatur herrscht, um Störungen zu vermeiden.

Es gibt auch Kritik am Google-Jubel

Es gibt aber auch Kritik an den Ergebnissen. So weist die Wissenschaftsseite Scienenews.org beispielsweise darauf hin, dass IBM bereits vorab die Ergebnisse von Google in einer Veröffentlichung am Montag anzweifelte. In einer idealen Simulation, so IBM-Forscher, könne die gleiche Aufgabe von einem klassischen System in zweieinhalb Tagen mit einer größeren Genauigkeit bewältigt werden. Wobei die IBM-Forscher mit “klassischem System” aber den aktuell schnellsten Supercomputer der Welt meinen.

Intel weist darauf hin, dass es sich bei der Quantenüberlegenheit nur um “einen stategischen Benchmark” handelt und man weiter an der Kommerzialisierung von Quantumcomputern arbeite.

Einig sind sich zumindest viele Wissenschaftler laut Sciencenews.org, dass Google einen wichtigen Schritt dahin gemacht, Quantencomputer und deren Funktionsweise besser zu verstehen und zu kontrollieren. Dieses Wissen könne dann dazu genutzt werden, um mit Quantencomputern auch “nützliche Probleme” zu lösen, was aber wohl noch in weitere Ferne liege.

Quantencomputer – was schon heute machbar ist