Leistungssteigerung bei Quantencomputer – Google-Forscher finden Fehler
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LeistungssteigerungQuantencomputer wird besser – Google-Forscher finden Fehler

Quantencomputer sind verrückt leistungsstarke Maschinen. Noch sind sie aber fehleranfällig. Jetzt ist Forschenden ein Durchbruch mit dem Sycamore-System von Google gelungen.

von
Tobias Bolzern
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Schnell, aber fehleranfällig: Quantencomputer. Hier im Bild das Sycamore-System von Google. 

Schnell, aber fehleranfällig: Quantencomputer. Hier im Bild das Sycamore-System von Google.

Google
Forschern ist es nun gelungen, die Fehlerquote um das 100-Fache zu verringern. 

Forschern ist es nun gelungen, die Fehlerquote um das 100-Fache zu verringern.

Google
Auch andere Hersteller bauen Quantencomputer, etwa IBM. 

Auch andere Hersteller bauen Quantencomputer, etwa IBM.

Reuters

Darum gehts

  • Quantencomputer sind unverschämt schnell, aber anfällig für Fehler.

  • Forscherinnen und Forscher haben nun die Fehlerquote stark reduziert.

  • Das könnte die Weiterentwicklung dieser Maschinen vorantreiben.

Quantencomputer gelten als Revolution: Sie haben das Potenzial die Wissenschaft, Wirtschaft und so manch andere Branche auf den Kopf zu stellen. Denn die Rechenpower dieser Maschinen übersteigt das, was heute üblich ist, um ein Vielfaches.

Noch sind die Quantencomputer aber fehleranfällig, was Anwendungen im Alltag schwierig macht. So sorgen bei dem Sycamore-Quantencomputer von Google elektrische Felder oder die schwankenden Temperaturen für falsche Ergebnisse. Da Quantencomputer grundsätzlich anders funktionieren als reguläre Computer, nützen die herkömmlichen Lösungsansätze hier nichts.

0 und 1 – und alles dazwischen

Nun haben Forscherinnen und Forscher allerdings ein Verfahren vorgestellt, um die Fehlerrate drastisch zu reduzieren. Wie das geht, erklären die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Magazin «Nature».

Wichtig zu wissen: Quantencomputer basieren auf sogenannten Qubits. Im Fall des Google-Systems sind es derer 54. Im Unterschied zu klassischen Computer-Bits ist der Zustand eines Quantenbits, nicht starr 0 oder 1, sondern eine Mischung daraus. Die Zustände überlagern sich also. Ein Qubit kann zum Beispiel fast ganz 0 und nur ein bisschen 1 sein, hälftig 0 und 1 oder auch exakt 0 sein, erklärt Heise.de.

«Ein grosser Schritt»

Diese Qubits sind bei Sycamore in einem zweidimensionalen Gitter angeordnet und miteinander verkoppelt. Nun ist es den Forschenden gelungen, die physikalischen Qubits zu einer logischen Einheit zusammenzufassen. So kann ein Teil der Qubits zur Fehlerkorrektur eingesetzt werden. So gelang es, die Fehlerquote des Systems um das 100-Fache zu reduzieren, heisst es in dem Fachartikel.

«Die vorgestellten Methoden zur Fehlerkorrektur sind ein grosser Schritt zur Praxisanwendung», erklärt der Quantenphysiker Tommaso Calarco vom Forschungszentrum Jülich gegenüber der «Frankfurter Allgemeine Zeitung». Denn ohne Fehlerkorrektur könne es keinen funktionierenden Quantencomputer geben, so Calarco. DerStandard.at bezeichnet die Forschungsarbeit gar als entscheidenden Durchbruch. Wenn sich die Resultate bestätigen, könnte dies weitreichende Folgen für die Entwicklung von Quantencomputern haben, heisst es.

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