Letztes Update am Mi, 23.10.2019 13:00

TT / Tiroler Tageszeitung Onlineausgabe


Physik

Google will Überlegenheit von Quantencomputer nachgewiesen haben

Ein Quantenprozessor mit 53 Qubits soll eine Aufgabe in 200 Sekunden gelöst habe, für die klassische Supercomputer 10.000 Jahre benötigen würde. Experimentalphysiker Rainer Blatt von der Universität Innsbruck ist eher skeptisch.

Blick in den Quantencomputer: In dieser Maschine, der Ionen-Falle, werden Atome „gefangen“.

© APA/C. LACKNERBlick in den Quantencomputer: In dieser Maschine, der Ionen-Falle, werden Atome „gefangen“.



Mountain View, Innsbruck – Ein Forscherteam von Google will die Überlegenheit von Quantencomputern gegenüber den schnellsten klassischen Computern nachgewiesen und damit das Rennen für die sogenannte „quantum supremacy“ für sich entschieden haben. Wie das Fachjournal „Nature“ berichtet, brauchte das Quantensystem für die Berechnung eine Aufgabe 200 Sekunden, für die ein klassischer Computer etwa 10.000 Jahre benötigt hätte.

Weltweit arbeiten Wissenschafter an verschiedenen Lösungen zur Realisierung von Quantencomputern. Ziel ist es, mit Hilfe quantenphysikalischer Phänomene bestimmte Rechenaufgaben exponentiell schneller als herkömmliche Computer zu lösen. John Martinis vom Google AI Quantum-Team und Kollegen berichten nun in „Nature“, diese „Quantenüberlegenheit“ erreicht zu haben.

Meilenstein mit „Schönheitsfehler“

Auch für den Experimentalphysiker Rainer Blatt von der Universität Innsbruck und dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) ist die Arbeit „sicher ein Meilenstein“ im Quantencomputing-Bereich.

Experimentalphysiker Rainer Blatt.
Experimentalphysiker Rainer Blatt.
- Thomas Murauer

Aus seiner Sicht haften dem aber ein paar Schönheitsfehler an, wie er im Gespräch mit der APA erklärte: „Die Statements drum herum und den ‚Hype‘ halte ich für mindestens fragwürdig.“ Dass ein herkömmlicher Supercomputer für diese Aufgabe – wie behauptet – rund 10.000 Jahre benötigen würde, „halte ich für völlig übertrieben“, sagte Blatt. Eine Gruppe von Forschern des IBM-Konzerns zeigt etwa in einer kürzlich auf dem Preprint-Server „arXiv“ hochgeladenen Arbeit, dass das mit einer anderen Programmierung auch in rund zweieinhalb Tagen möglich wäre.

Weiter Weg bis zur „praktischen Realität“

Die Forscher von Google fertigten für ihr Experiment einen Prozessor mit 54 Quantenbits an. Diese basieren auf supraleitenden Schaltkreisen, die Phänomene wie Quantenüberlagerung und -verschränkung nutzen, um einen exponentiell größeren Rechenraum zu bearbeiten, als es mit klassischen Bits möglich ist. Dieses Bit im herkömmlichen Computer kann exakt zwei Zustände einnehmen (0 oder 1). Ein aus einem Quantensystem gebildetes Qubit kann dagegen auch beide Zustände gleichzeitig annehmen.

In dem „Sycamore“ genannten Chip funktionierte ein Qubit nicht richtig, so dass das System mit 53 Qubits lief. Die Wissenschafter entwickelten zudem die – aufgrund der hohen Empfindlichkeit der Qubits gegenüber Umwelteinflüssen – notwendigen Fehlerkorrekturprozesse, um eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Für den Test wurden auf dem Quantenprozessor basierend auf Zufallszahlen verschiedene Quantenschaltungen erzeugt und sehr häufig wiederholt. Bevor Quantencomputer zur praktischen Realität werden und nachhaltige, fehlertolerante Operationen durchführen können, müsse aber noch mehr Arbeit geleistet werden.

Nicht glücklich ist Rainer Blatt mit dem in diesem Fall prominent angeführten Begriff der „quantum supremacy“ (Quantenüberlegenheit), auch weil das im Englischen semantisch nahe an der Wortwahl rassistischer Gruppen sei und eine umfassende Überlegenheit des Ansatzes suggeriere. Der Experimentalphysiker spricht hingegen lieber von „Quantenvorteil“ (quantum advantage). Auch weil dieser Begriff etwa medialen Übertreibungen ein wenig Vorschub leiste.

Die Arbeit des Google-Teams zeige auf jeden Fall, dass man mit dem Ansatz „wirklich komplizierte Dinge machen kann“. Die hier gezielt ausgesuchte Aufgabe „hat aber keine Anwendung in irgendeiner Weise“ und sei daher nicht unbedingt „zielführend“. Man dürfe auch nicht vergessen, dass dahinter Firmen stehen, die auch Marketinginteressen verfolgen. (APA, TT.com)