Google präsentiert Durchbruch in der Quantencomputing-Technologie mit dem Willow-Chip

Googles Quantensprung: Erreichen eines historischen Meilensteins in der Computertechnik mit Willow

In einem bahnbrechenden Erfolg hat Googles Quantencomputing-Labor einen bedeutenden Meilenstein auf seiner Reise in der Quanten technologie enthüllt. Am Montag stellte der Technologieriese seinen neuen Quantencomputing-Chip Willow vor, der die bemerkenswerte Fähigkeit hat, eine Computeraufgabe in weniger als fünf Minuten zu bewältigen. Diese Leistung ist besonders beeindruckend, wenn man bedenkt, dass es einer der schnellsten Supercomputer der Welt unglaubliche 10 Septillionen Jahre dauern würde – länger als das Alter des Universums selbst – um die gleiche Aufgabe zu erreichen.

Ein Sprung von 2019: Wie Willow seine Vorgänger übertrifft

Dieser jüngste Durchbruch stellt einen riesigen Sprung von 2019 dar, als Google erstmals Schlagzeilen machte, indem es ankündigte, dass sein Quantenprozessor eine spezifische mathematische Gleichung in nur drei Minuten lösen könne, während dieselbe Aufgabe Supercomputern etwa 10.000 Jahre dauern würde. Zu dieser Zeit stellte IBM Googles Behauptungen über seine Quantenüberlegenheit in Frage.

Leistungssteigerung und Fehlerreduktion

Zusammen mit seinen verbesserten Leistungsfähigkeiten haben Forscher auch Möglichkeiten gefunden, Fehler erheblich zu reduzieren – ein Problem, das die Entwicklung des Quanten computings lange behindert hat. Im Gegensatz zu klassischen Computern, die Bits verwenden, die entweder eine 0 oder eine 1 darstellen, nutzt das Quantencomputing Qubits, die in mehreren Zuständen gleichzeitig existieren können, wie 0, 1 und Brüche dazwischen.

Wie Google erklärt, macht die Natur der Qubits sie anfällig für Fehler aufgrund ihrer Tendenz, schnell Informationen mit ihrer Umgebung auszutauschen. Die Forscher haben jedoch erfolgreich dieses Problem gemildert, indem sie mehr Qubits in die Systeme integriert haben, was eine Echtzeit-Fehlerkorrektur ermöglicht. Ihre Methoden und Ergebnisse wurden kürzlich in der Nature veröffentlicht.

Pionierarbeit in der Fehlerkorrektur: Ein bedeutender Durchbruch

Dieser historische Erfolg, der in dem Bereich als "unterhalb der Schwelle" bezeichnet wird, zeigt die Fähigkeit, die Fehlerquoten zu senken und gleichzeitig die Anzahl der Qubits zu erhöhen. In den Worten des Gründers von Google Quantum AI, Hartmut Neven: "Man muss zeigen, dass man unterhalb der Schwelle ist, um echten Fortschritt bei der Fehlerkorrektur zu demonstrieren, und das war eine herausragende Herausforderung seit Peter Shor 1995 die Quantenfehlerkorrektur einführte."

Willow: Der neue Standard im Quantencomputing

Mit einer robusten Konfiguration von 105 Qubits hat Willow nun das erreicht, was Neven als „Best-in-Class-Performance“ beschreibt. Das Rennen im Quantencomputing intensiviert sich, wobei Technologie-Riesen wie Microsoft, Amazon und IBM ebenfalls stark in die Entwicklung ihrer eigenen Quantensysteme investieren.

Ausblick: Die Zukunft des Quantencomputing

Während Google seine Augen auf die Zukunft richtet, ist das nächste große Ziel, eine erste "nützliche, jenseits der klassischen" Berechnung durchzuführen, die nicht nur für reale Anwendungen relevant ist, sondern auch in Szenarien umsetzbar ist, in denen herkömmliche Computer versagen. Neven postuliert, dass die Quantentechnologie für Aufgaben wie das Sammeln von KI-Trainingsdaten, das Entdecken neuer Medikamente, die Verbesserung des Designs von Batterien für Elektrofahrzeuge und das Beschleunigen der Fortschritte in der Fusion und neuen Energiealternativen "unverzichtbar" werden wird.

Fazit

Googles Fortschritt im Quantencomputing mit Willow stellt nicht nur einen technischen Meilenstein dar, sondern einen bedeutenden Schritt in Richtung der Verwirklichung praktischer Quantenanwendungen, die verschiedene Branchen transformieren könnten. Während die Tech-Welt zuschaut, werden die Auswirkungen dieser bemerkenswerten Technologie sicherlich in den kommenden Jahren in der Wissenschaft, Medizin und Energie widerhallen.

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