Die Welt des Quantencomputings erlebt einen rasanten Fortschritt. Während Google lange als Vorreiter in diesem Bereich galt, hat China nun mit einer bahnbrechenden Entwicklung die Führung übernommen. Ein Forscherteam der University of Science and Technology of China (USTC) hat mit dem supraleitenden Quantenprozessor Zuchongzhi-3 einen neuen Rekord aufgestellt. Dieser übertrifft Googles Quantencomputer Willow um den Faktor eine Million in der Rechengeschwindigkeit. Damit unterstreicht China seine Ambitionen, die Zukunft der Quanteninformatik maßgeblich mitzugestalten.
Was macht Zuchongzhi-3 so leistungsstark?
Der chinesische Quantenprozessor Zuchongzhi-3 basiert auf supraleitenden Schaltkreisen und bietet eine beeindruckende Leistungssteigerung gegenüber bisherigen Quantencomputern. Er verfügt über:
- 105 Qubits, die miteinander in einem komplexen Netzwerk interagieren
- 182 Koppler, welche die Verbindungen zwischen den Qubits verbessern
- Eine hohe Kohärenzzeit von 72 Mikrosekunden, wodurch Rechenoperationen stabiler werden
- Eine Einzelqubit-Gattergenauigkeit von 99,90 %, was auf eine geringe Fehleranfälligkeit hindeutet
- Eine Zweiqubit-Gattergenauigkeit von 99,62 %, was für eine zuverlässige Steuerung mehrerer Qubits essenziell ist
- Eine präzise Auslesegenauigkeit von 99,13 %, um korrekte Messergebnisse zu erhalten
Diese technischen Spezifikationen machen den neuen Quantenprozessor nicht nur leistungsstärker, sondern auch zuverlässiger als viele seiner Vorgänger.
Quantenüberlegenheit: China schlägt Google deutlich
Der Begriff Quantenüberlegenheit beschreibt den Moment, in dem ein Quantencomputer Probleme löst, die selbst für die leistungsfähigsten klassischen Supercomputer praktisch unmöglich sind. Bereits 2019 hatte Google mit seinem Quantenprozessor Sycamore eine solche Überlegenheit demonstriert, indem er eine Berechnung in 200 Sekunden durchführte, die auf einem klassischen Supercomputer 10.000 Jahre gedauert hätte.
Doch Chinas Zuchongzhi-3 geht weit darüber hinaus. In einem Random Circuit Sampling Test, bei dem eine zufällige Abfolge von Quantenoperationen auf eine Vielzahl von Qubits angewendet wird, erreichte der chinesische Quantencomputer mit 83 Qubits und 32 Rechenschichten eine beispiellose Leistung. Er war 10^15 Mal schneller als der derzeit stärkste klassische Supercomputer.
Zum Vergleich: Googles neuster Quantenprozessor Willow hat ebenfalls 105 Qubits, erreichte aber in ähnlichen Tests nur eine Überlegenheit von 10^9 gegenüber klassischen Rechnern. Damit ist Zuchongzhi-3 etwa eine Million Mal schneller als Googles System – ein enormer Fortschritt in der Quantenforschung.
Warum ist diese Entwicklung so wichtig?
Die Fortschritte im Quantencomputing haben das Potenzial, viele Bereiche der Wissenschaft und Technologie zu revolutionieren. Quantencomputer könnten:
- Hochkomplexe chemische Reaktionen simulieren, um neue Medikamente und Materialien zu entwickeln
- Optimierungsprobleme lösen, die für klassische Computer unlösbar sind – z. B. in der Logistik, Finanzwelt oder bei künstlicher Intelligenz
- Moderne Kryptographie bedrohen, indem sie Verschlüsselungsmethoden knacken, die derzeit als sicher gelten
- Neue physikalische Modelle entwickeln, um besser zu verstehen, wie das Universum auf subatomarer Ebene funktioniert
Doch trotz der enormen Fortschritte gibt es weiterhin Herausforderungen: Die Systeme müssen stabiler und fehlerresistenter werden, damit sie zuverlässig für praktische Anwendungen genutzt werden können.
Wie geht es weiter?
China setzt konsequent auf den Ausbau seiner Quantenforschung und investiert massiv in die Weiterentwicklung dieser Technologie. Die Wissenschaftler hinter Zuchongzhi-3 arbeiten bereits daran, die Skalierbarkeit weiter zu verbessern, indem sie ein zweidimensionales Qubit-Gitter entwickeln und spezielle Fehlerkorrektur-Algorithmen implementieren. Diese Maßnahmen sind entscheidend, um aus den hochsensiblen Quantencomputern praxisnahe, alltagstaugliche Maschinen zu machen.
Die Konkurrenz zwischen China, den USA und Europa im Bereich Quantencomputing wird sich in den kommenden Jahren weiter intensivieren. Doch mit Zuchongzhi-3 hat China einen klaren Vorsprung erlangt – und die Quantenrevolution scheint näher zu sein als je zuvor.
Quelle:
Telepolis: Chinas Quantencomputer schlägt Google um Faktor Million
