Google meldet "Meilenstein" bei Fehlerkorrektur in Quantencomputern

Anstatt gewöhnlicher Bits, die den Zustand 1 und 0 annehmen können, kommen in Quantencomputern Qubits zum Einsatz. Sie können neben 0 und 1 auch beide Zustände gleichzeitig annehmen (Superposition). Damit wird sehr schnell eine enorme Rechenleistung möglich, die ein heute üblicher Computer nicht erbringen könnte.

Das Problem an den Qubits ist ihre Fehleranfälligkeit. Je mehr Qubits, desto mehr Fehler. Je größer man also einen Quantencomputer macht, desto mehr Störungen bekommt man. Das ist ein essenzielles Problem bei der Entwicklung der Computer, um dessen Lösung sich Forscher*innen und Unternehmen auf der ganzen Welt einen Wettstreit liefern.

Durchbruch von Google

Google hat nun bei der Fehlerkorrektur einen Durchbruch erzielt. Das berichtet Unternehmenschef Sundar Pichai in einem Blogpost. "Zum ersten Mal haben unsere Quantum Forscher*innen experimentell nachgewiesen, dass es möglich ist, Fehler zu reduzieren, indem man die Anzahl der Qubits erhöht", so Pichai.

Möglich werde das laut Google dadurch, dass man die physischen Qubits auf den Quantenprozessor nicht mehr einzeln verwendet. Stattessen wird eine Gruppe von ihnen als „logisches Qubit“ behandelt. „Infolgedessen konnte ein logisches Qubit, das wir aus 49 physischen Qubits hergestellt haben, ein aus 17 Qubits hergestelltes Qubit übertreffen“, schreibt Pichai. Das heißt, die Fehlerraten waren bei dem großen System kleiner als bei dem kleineren, man hat den "Break-Even" erreicht. Die Forschungsergebnisse wurden am Mittwoch auch in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Skalieren

Mit den Erkenntnissen sollen Systeme zu einer Größe hochskaliert werden können, dass sie auch die bahnbrechenden Berechnungen tätigen können, die man sich von ihnen erhofft. Würde man Quantencomputer mit bisheriger Technik so groß bauen, wäre die Fehleranfälligkeit schlichtweg zu hoch. Darum braucht es die Korrektur.

Und Google hat nun laut eigenen Angaben gezeigt, dass das nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis funktioniert.

Moleküle und Verschlüsselung

Quantencomputer könnten künftig für zahlreiche Dinge eingesetzt werden, für die die Kapazität konventioneller Computer nicht ausreicht. Schon heute wird etwa das Verhalten von Molekülen simuliert. Künftig sollen noch viel komplexere Simulationen möglich werden. Für Dinge wie Verschlüsselung könnten Quantencomputer eine Zeitenwende bedeuten. 

Bis ein großer, produktiver Quantencomputer gebaut werden kann, dürfte aber noch einige Zeit vergehen. Auch wenn es von den Google-Forscher*innen im Zuge der aktuellen Entdeckung heißt: „Es wird in nicht allzuferner Zukunft passieren“.