Ein von Google entwickelter Prozessor rechnet erstmals deutlich schneller als die besten Supercomputer. Doch es gibt Zweifel daran, ob der Konzern damit wirklich die sogenannte Quantenuberlegenheit demonstriert hat.
Zusammenfassung Mit dem Sycamore‐Quantenprozessor von Google gelang zum ersten Mal überzeugend ein Experiment, in dem ein Quantensystem ein Problem besser löst als derzeit verfügbare herkömmliche Supercomputer. Die Hardware basiert auf der Technologie der supraleitenden Quantenschaltkreise. Ihr wird schon länger ein besonders großes Skalierungspotenzial hin zu mehr Quantenbits bescheinigt. Der verwendete Chip besitzt 53 Qubits. Sie sind in einem zweidimensionalen quadratischen Gitter angeordnet und durch Nächste‐Nachbar‐Wechselwirkung gekoppelt. Somit stellt das Experiment einen großen technologischen Fortschritt für das gesamte Feld der Quantenwissenschaften und ‐technologien dar. Obwohl der praktische Nutzen derzeit noch gering erscheint, sind die Arbeiten des Google‐Teams ein wichtiger Schritt hin zu skalierbarem Quantenrechnen. Damit erscheint erstmals eine fehlerkorrigierte, supraleitende Quantencomputer‐Architektur in nicht allzu ferner Zukunft möglich.
Quantencomputer versprechen schnellere Lösungen für viele Probleme. Bisher sind mehrere Prototypen realisiert worden, die jedoch allesamt eine penibel kontrollierte Laborumgebung benötigen. Um wirklich nützlich zu sein, müssen Quantencomputer ihren Weg aus dem Labor und in ein Rechenzentrum finden. Forscher der Universität Innsbruck und das Startup AQT haben nun den ersten Prototypen eines Quantencomputer in einem handelsüblichen Computerschrank demonstriert – und dabei neue Rekorde aufgestellt.
Zusammenfassung Photonen gehören zu den vielversprechenden Quantensystemen, die einen universellen Quantencomputer ermöglichen. Ihre besonderen Eigenschaften, wie Mobilität und der bosonische Charakter, erlauben leistungsstarke Quantenprozessoren für spezielle Anwendungen. Als prominentes Beispiel gilt das Bosonensampeln, mit dem die Quantenüberlegenheit eines Quantencomputers demonstriert wurde. Größte Herausforderungen für die Entwicklung universell anwendbarer photonischer Quantencomputer sind eine effiziente Erzeugung von Einzelphotonen sowie ein stabiles, verlustarmes Prozessieren von Multiphotonen‐Zuständen. Zur Skalierbarkeit photonischer Quantencomputer trägt der rasante Fortschritt bei integrierten optischen Bauteilen bei. Das ermöglicht eine komplette Verarbeitung von Quanteninformation auf einem nanophotonischen Prozessor. Es gibt bereits vielseitige Demonstrationen von möglichen Anwendungen solcher Prozessoren in optischen Quantencomputern. Sie reichen vom maschinellen Lernen bis zur sicheren Datenverarbeitung in Computernetzwerken.