Chinas Quantencomputer schlägt Google um Faktor Million
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Chinas Quantencomputer Zuchongzhi-3 übertrifft Googles Willow um Faktor eine Million. Mit 105 Qubits und beeindruckenden technischen Daten setzt er neue Maßstäbe.
China spielt bei der IT-Technologie der Zukunft in der ersten Liga mit, trotz aller westlichen Sanktionen. Forschern der University of Science and Technology of China (USTC) ist jetzt ein neuer Meilenstein auf dem Weg zu praktisch nutzbaren Quantencomputern gelungen.
Mit dem supraleitenden Quantenprozessor Zuchongzhi-3 ist es den Forschern demnach gelungen, einen Quantencomputer mit 105 Qubits zu entwickeln, der nach eigenen Angaben eine Rechenleistung erreicht, die 10^15-mal höher ist als die der leistungsfähigsten klassischen Supercomputer.
Quantencomputer Zuchongzhi-3 mit beeindruckenden technischen Daten
Der neue Quantencomputer Zuchongzhi-3 verfügt über 105 supraleitende Qubits, die Recheneinheiten eines Quantencomputers, sowie 182 Koppler zur Verbesserung der Konnektivität zwischen den Qubits. Durch die hohe Anzahl und Vernetzung der Qubits kann Zuchongzhi-3 deutlich komplexere Berechnungen durchführen als bisherige Quantencomputer.
Besonders beeindruckend sind demnach die technischen Kennzahlen des Quantenprozessors: Mit einer Kohärenzzeit von 72 Mikrosekunden, einer Einzelqubit-Gattergenauigkeit von 99,90 Prozent, einer Zweiqubit-Gattergenauigkeit von 99,62 Prozent und einer Auslesegenauigkeit von 99,13 Prozent setzt Zuchongzhi-3 neue Maßstäbe. Vereinfacht gesagt bedeutet dies, dass der Quantencomputer sehr präzise und stabil arbeitet und Fehler bei Rechenoperationen selten sind.
Zuchongzhi-3 übertrifft Googles Quantencomputer Willow um Faktor eine Million
Um die Leistungsfähigkeit von Zuchongzhi-3 zu demonstrieren, führten die chinesischen Forscher einen sogenannten Random Circuit Sampling Test mit 83 Qubits und 32 Schichten durch. Dabei übertraf der Quantencomputer 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 "nur" einen Vorsprung von 10^9 gegenüber klassischen Rechnern. Zuchongzhi-3 ist Willow demnach um den Faktor eine Million überlegen. Die Ergebnisse der chinesischen Forscher wurden jüngst im renommierten Fachmagazin Physical Review Letters publiziert.
Wettlauf um Quantenüberlegenheit nimmt Fahrt auf
Mit Zuchongzhi-3 hat China im globalen Wettlauf um die sogenannte "Quantenüberlegenheit" die Nase vorn. Darunter versteht man den Punkt, an dem Quantencomputer Probleme lösen können, an denen selbst die leistungsfähigsten klassischen Supercomputer scheitern. 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.
Doch bis es so weit ist, gibt es noch viele Herausforderungen zu meistern. Denn Quantencomputer sind hochempfindliche Systeme, die durch äußere Störungen leicht aus dem Takt geraten. Um stabile und zuverlässige Quantencomputer zu bauen, die auch außerhalb spezieller Labore funktionieren, forschen Wissenschaftler weltweit an Methoden zur Quantenfehlerkorrektur.
Fokus auf Skalierbarkeit und Fehlerkorrektur
Auch das Forschungsteam hinter Zuchongzhi-3 arbeitet intensiv an diesem Thema. Durch ein zweidimensionales Qubit-Gitter wollen die Wissenschaftler die Skalierbarkeit des Quantencomputers verbessern und so den Weg zu Systemen mit noch mehr Qubits ebnen. Gleichzeitig setzt das Team auf einen speziellen Fehlerkorrektur-Algorithmus namens Surface Code, der die Zuverlässigkeit des Quantencomputers erhöhen soll.
Die Wissenschaftler treiben laut USTC-Mitteilung die Forschung in den Bereichen Quantenfehlerkorrektur, Quantenverschränkung, Quantensimulation und Quantenchemie aktiv voran. Ziel sei es, die Leistung von Zuchongzhi-3 weiter zu steigern und so den Weg für praktische Anwendungen zu ebnen.