Google hat am Montag bekannt gegeben, dass es mit einer neuen Generation von Chips eine zentrale Herausforderung im Quantencomputing überwunden hat. In fünf Minuten wurde ein Rechenproblem gelöst, für das ein klassischer Computer mehr Zeit als die Geschichte des Universums benötigen würde.

Wie andere Tech-Giganten, z.B. Microsoft und International Business Machines, ist auch Google auf der Jagd nach Quantencomputern, weil sie weitaus höhere Rechengeschwindigkeiten versprechen als die schnellsten Systeme von heute. Das mathematische Problem, das im Quantenlabor des Unternehmens in Santa Barbara, Kalifornien, gelöst wurde, hat zwar keine kommerziellen Anwendungen, aber Google hofft, dass Quantencomputer eines Tages Probleme in der Medizin, der Batteriechemie und der künstlichen Intelligenz lösen werden, die für die heutigen Computer unerreichbar sind.

Die am Montag veröffentlichten Ergebnisse stammen von einem neuen Chip namens Willow, der über 105 "Qubits" verfügt, die die Bausteine von Quantencomputern sind. Qubits sind schnell, aber fehleranfällig, denn sie können durch etwas so Kleines wie ein subatomares Teilchen aus dem Weltraum durcheinander gebracht werden.

Je mehr Qubits auf einen Chip gepackt werden, desto mehr Fehler können dazu führen, dass der Chip nicht besser ist als ein herkömmlicher Computerchip. Daher arbeiten Wissenschaftler seit den 1990er Jahren an der Quantenfehlerkorrektur.

In einem am Montag in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel erklärte Google, dass es einen Weg gefunden hat, die Qubits des Willow-Chips so aneinanderzureihen, dass die Fehlerrate mit steigender Anzahl der Qubits sinkt. Das Unternehmen sagt auch, dass es Fehler in Echtzeit korrigieren kann, ein wichtiger Schritt, um seine Quantencomputer praktikabel zu machen.

"Wir haben den Break-Even-Punkt überschritten", sagte Hartmut Neven, Leiter der Google Quantum AI Unit, in einem Interview.

Im Jahr 2019 hat IBM die Behauptung von Google angefochten, dass Googles Quantenchip ein Problem gelöst hat, für das ein klassischer Computer 10.000 Jahre gebraucht hätte, und behauptet, dass das Problem mit anderen technischen Annahmen über ein klassisches System in zweieinhalb Tagen gelöst werden könnte.

In einem Blogbeitrag vom Montag erklärte Google, dass es einige dieser Bedenken in seinen neuesten Schätzungen berücksichtigt hat. Selbst unter den idealistischsten Bedingungen würde ein klassischer Computer immer noch eine Milliarde Jahre brauchen, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen wie sein neuester Chip.

Einige von Googles Konkurrenten produzieren Chips mit einer größeren Anzahl von Qubits als Google, aber Google konzentriert sich darauf, die zuverlässigsten Qubits zu bauen, die es kann, sagte Anthony Megrant, Chefarchitekt für Google Quantum AI, in einem Interview.

Google hat seine früheren Chips in einer gemeinsam genutzten Anlage an der University of California, Santa Barbara, hergestellt, aber für die Willow-Chips eine eigene Produktionsanlage gebaut. Megrant sagte, dass diese neue Anlage die Geschwindigkeit beschleunigen wird, mit der Google zukünftige Chips herstellen kann, die in riesigen Kühlschränken, sogenannten Kryostaten, gekühlt werden, um Experimente durchzuführen.

"Wenn wir eine gute Idee haben, wollen wir, dass jemand im Team in der Lage ist, diese so schnell wie möglich in den Reinraum und in einen dieser Kryostaten zu bringen, damit wir viele Lernzyklen durchführen können", sagte Megrant.