Quantensprung in der Quantencomputerforschung: Google feiert Durchbruch
Die Entwicklung von Quantencomputern, die einst als ferne Zukunftsvision galten, hat mit einem jüngsten Fortschritt von Google einen wichtigen Meilenstein erreicht. Experten sind überzeugt, dass dieser Durchbruch den Weg für vollskalige Systeme bis zum Ende des Jahrzehnts ebnen könnte.
In einem in der Zeitschrift "Nature" veröffentlichten Artikel nimmt Google für sich in Anspruch, ein bedeutendes Problem der Instabilität in Quantencomputern überwunden zu haben. Diese Systeme, die auf Quantenmechanik basieren, nutzen Phänomene wie Superposition und Verschränkung. Allerdings waren die Qubits, die fundamentalen Bausteine, bisher nur für Bruchteile von Sekunden stabil genug. Google's Ansatz verbessert die Fehlerkorrektur entscheidend, indem er Informationen in einem 7x7-Gitter von Qubits so kodiert, dass sie weniger anfällig für Störungen sind.
Der Fortschritt wird mit historischen wissenschaftlichen Durchbrüchen verglichen, ähnlich wie die erste von Menschenhand initiierte nukleare Kettenreaktion im Jahr 1942. Laut William Oliver vom Massachusetts Institute of Technology und Scott Aaronson von der University of Texas zeigt der Durchbruch, dass technologische Umsetzungen oft Jahrzehnte benötigen, um theoretische Erkenntnisse nutzbar zu machen.
Google plant, die Stabilität weiter zu verbessern und die Herstellungskosten zu reduzieren. Der Leiter der Quantenabteilung von Google, Hartmut Neven, hofft auf eine Kostensenkung der Komponenten um den Faktor zehn bis Ende des Jahrzehnts. Kritisch bleibt jedoch die Frage der Skalierbarkeit: Während Google auf eine Million Qubits abzielt, setzt IBM auf eine modulares Systemlayout, das mit weniger Qubits auskommen könnte.
IBM's Jay Gambetta bezweifelt, dass Googles Ansatz mit sogenannten "surface codes" in der Praxis effizient ist, da dies Systeme mit Milliarden von Qubits erfordern könnte. IBM verfolgt eine Lösung mit dreidimensionalen Qubit-Layouts und plant die Einführung neuer Verbindungstechnologien bis 2026.
Trotz rivalisierender Ansätze und Herausforderungen teilen Wissenschaftler die Begeisterung für den neuesten Fortschritt. Googles Arbeit könnte der Schlüssel sein, die kommerzielle Nutzbarkeit der Quantenmechanik im Bereich der Hochleistungsrechner zu entfalten.
