Unfassbare Rechenleistung - Chinas Supercomputer liegt im globalen Wettlauf um „Quantenüberlegenheit“ vorne

Forschern der University of Science and Technology of China (USTC) ist ein Meilenstein in der Technikwelt gelungen. Sie haben laut „Telepolis“ einen Quantencomputer entwickelt, dessen Rechenleistung mit 105 Qubits sogar Google übertrifft.

Was ist ein Quantencomputer?

• Ein Quantencomputer funktioniert auf Basis von Quantenmechanik, nutzt also die Gesetze der Quantenphysik, um Daten zu verarbeiten.
• Er arbeitet deshalb mit Qubits, den Recheneinheiten eines Quantencomputers.
• Ein normaler Computer arbeitet mit klassischen Bits, die 0 oder 1 sein können.
• Der Quantencomputer kann viele Berechnungen gleichzeitig machen und ist viel schneller als ein klassischer Computer.
• Diese Supercomputer sind noch in der Entwicklung und aktuell nicht für alle Anwendungen einsatzbereit.

Chinas Quantencomputer demonstriert extreme Leistungsfähigkeit

Chinas neuer Quantencomputer Zuchongzhi-3 verfügt über einen supraleitenden Quantenprozessor. Die Supraleitung nutzt einen Zustand, bei dem bestimmte Materialien keinen Widerstand gegenüber Elektrizität haben, wenn sie sehr kalt sind.

Außerdem benutzt er 182 Koppler zur Verbesserung der Verbindung zwischen den Qubits. Durch die hohe Anzahl und Vernetzung der Qubits kann Zuchongzhi-3 deutlich komplexere Berechnungen durchführen als bisherige Quantencomputer. Darüber hinaus arbeitet er extrem präzise und stabil.

Zuchongzhi-3 ist anderen Supercomputern weit überlegen

Um die hohe Leistungsfähigkeit von Zuchongzhi-3 zu demonstrieren, führten die chinesischen Forscher einen sogenannten Random Circuit Sampling Test durch. Dabei übertraf der Quantencomputer laut „Telepolis“ die Rechengeschwindigkeit des derzeit leistungsstärksten klassischen Supercomputers um den Faktor 10^15.

Zum Vergleich: Googles aktuell leistungsfähigster Quantencomputer Willow mit ebenfalls 105 Qubits erreichte bei ähnlichen Tests ebenfalls einen deutlichen Vorsprung gegenüber klassischen Rechnern, setzt aber etwa durch eine bessere Fehlerkorrektur noch den Leistungsstandard, den die Chinesen zu erreichen versuchen.

China im globalen Wettlauf um „Quantenüberlegenheit“ vorne

Zuchongzhi-3 ist der älteren Generation von Quantenprozessoren von Google nach Angaben der chinesischen Forscher bereits um den Faktor eine Million überlegen. Laut „Telepolis“ ist China somit im globalen Wettlauf um die sogenannte „Quantenüberlegenheit“ aktuell auf Platz eins. 

Experten sehen darin einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu praktisch nutzbaren Quantencomputern, die eines Tages komplexe Probleme in Bereichen wie Medizinforschung, Materialwissenschaften oder Künstlicher Intelligenz lösen könnten.

Quantencomputer sind hochempfindliche Systeme

Bis dahin stehen die Forscher jedoch noch vor vielen Herausforderungen. Denn Quantencomputer sind hochempfindliche Systeme, die durch äußere Störungen leicht aus dem Takt geraten. 

Das Team um Zuchongzhi-3 setzt deshalb auf einen speziellen Fehlerkorrektur-Algorithmus namens Surface Code, der die Zuverlässigkeit des Quantencomputers erhöhen soll.

Quantencomputer werden zum nächsten Anlage-Trend

Die Quantencomputing-Branche erlebt derzeit einen Boom, der großes Interesse bei Anlegern weckt. NVIDIA-Chef Jen-Sen Huang schockte kürzlich die Börse, indem er auf der CES in Las Vegas sagte, dass es noch etwa 20 Jahre dauern könnte, bis praktisch nutzbare Quantencomputer entwickelt sind. 

Das Vertrauen in die Quantentechnologie bleibt hoch. Laut Marktprognosen könnte der Quantencomputing-Markt bis 2040 ein Volumen von bis zu 131 Milliarden Dollar erreichen. Die USA und China sind führend bei Patenten im Bereich Quantentechnologie, während Deutschland hier noch viel Aufholbedarf hat.