Chinas neuester Quantencomputer kann ein hochkomplexes Problem in einer Millionstel Sekunde lösen, 20 Milliarden Jahre schneller als der schnellste Supercomputer der Welt .
Die erste Version des JiuZhang-Quantencomputers in Hefei. Foto: Xinhua
Der JiuZhang-3-Prototyp übertraf den Rekord seines Vorgängers durch eine millionenfache Steigerung seiner Rechengeschwindigkeit, wie aus einer am 10. Oktober in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Studie hervorgeht. Das Forschungsteam wurde laut der South China Morning Post von Pan Jianwei geleitet , einem leitenden Wissenschaftler des chinesischen nationalen Quantenforschungsprogramms an der University of Science and Technology of China in Hefei in der Provinz Anhui.
Die erste Jiuzhang-Maschine, benannt nach einem alten Mathematikbuch, wurde 2020 von Pans Team gebaut. Sie nutzt Photonen, winzige Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, als Rechenmedium. Jedes Photon enthält ein Qubit, die Grundeinheit der Quanteninformation. Nachdem Pan und seine Kollegen die Anzahl der Photonen in den ersten beiden Versionen des Computers von 76 auf 113 erhöht hatten, erreichten sie in der neuesten Version 255.
Das Team nutzte Jiuzhang 3, um ein komplexes Problem auf Basis der Gaußschen Bosonen-Sampling-Methode zu lösen. Diese simuliert das Verhalten von Lichtteilchen, die sich durch ein Labyrinth aus Kristallen und Spiegeln bewegen. Das Problem wurde ursprünglich als zielloses Spiel dargestellt, obwohl neuere Forschungen gezeigt haben, dass die Gaußsche Bosonen-Sampling-Methode einige Anwendungen in der Kryptographie bietet. Im Experiment, so die Forscher, löste Jiuzhang 3 das Problem mit dem komplexesten Satz von Samples und bewies, dass er die Aufgabe in einer Millionstelsekunde bewältigen konnte. Frontier, der schnellste Supercomputer der USA und bis Mitte 2022 der leistungsstärkste Computer der Welt, würde für dieselbe Aufgabe mehr als 20 Milliarden Jahre benötigen.
China, die USA und viele andere Länder wetteifern um die „Quantenüberlegenheit“, also den Punkt, an dem eine Maschine einen herkömmlichen Computer übertreffen und Probleme lösen kann, die über die Fähigkeiten herkömmlicher Maschinen hinausgehen. Sie nutzen jedoch unterschiedliche Methoden, um dieses Ziel zu erreichen, und Photonenprozessoren sind nur eine von mehreren Arten von Quantencomputern.
Auch das Unternehmen Xanadu aus Toronto entwickelt ein lichtbasiertes System. In Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) will es bis 2022 den Quantenprozessor Aurora mit 216 Photonen vorstellen. Trotz seiner hohen Geschwindigkeit kann dieser Maschinentyp herkömmliche Computer jedoch noch nicht ersetzen. Derzeit können sie nur kurzzeitig in geschützten Umgebungen für spezielle Aufgaben betrieben werden und sind fehleranfällig.
An Khang (laut SCMP )
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