China entwickelt rekordverdächtig schnellen Quantencomputer

Chinas neuester Quantencomputer kann ein hochkomplexes Problem in einer Millionstel Sekunde lösen und ist damit 20 Milliarden Jahre schneller als der schnellste Supercomputer der Welt.

Die erste Version des JiuZhang-Quantencomputers in Hefei. Foto: Xinhua

Der JiuZhang 3-Prototyp brach den Rekord seines Vorgängers in der Serie mit einer millionenfachen Steigerung der 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 nationalen Quantenforschungsprogramms Chinas 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. Diese Computerreihe verwendet Photonen – winzige Teilchen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen – als Rechenmittel. Jedes Photon trägt ein Qubit, die Grundeinheit der Quanteninformation. Nachdem Pan und seine Kollegen in den ersten beiden Versionen des Computers die Anzahl der Photonen von 76 auf 113 erhöht hatten, erreichten sie in der neuesten Version die Marke von 255.

Das Team verwendete Jiuzhang 3, um ein komplexes Problem auf Basis der Gaussian-Boson-Sampling-Methode zu lösen, indem es das Verhalten von Lichtteilchen simulierte, die sich durch ein Labyrinth aus Kristallen und Spiegeln bewegen. Das Problem wurde ursprünglich als zielloses Spiel eingeführt, obwohl einige neuere Arbeiten gezeigt haben, dass die Sampling-Methode für Gaußsche Bosonen einige Anwendungen in der Kryptographie hat. Den Forschern zufolge löste Jiuzhang 3 im Experiment das Problem mit dem komplexesten Mustersatz und zeigte damit, dass es die Aufgabe innerhalb einer Millionstel Sekunde bewältigen kann. Frontier, der schnellste Supercomputer der USA und bis Mitte 2022 der leistungsstärkste Computer der Welt, würde für die gleiche Aufgabe mehr als 20 Milliarden Jahre benötigen.

China, die Vereinigten Staaten und viele andere Länder befinden sich in einem Wettlauf 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 verwenden jedoch unterschiedliche Methoden, um ihre Ziele zu erreichen, und der Photonenprozessor ist nur einer von mehreren Typen von Quantencomputern.

Xanadu, ein Unternehmen aus Toronto, entwickelt ebenfalls ein lichtbasiertes System. In einer Zusammenarbeit mit dem National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA stellten sie 2022 den Quantenprozessor Aurora mit 216 Photonen vor. Trotz seiner hohen Geschwindigkeit kann dieser Maschinentyp herkömmliche Computer allerdings nicht ersetzen. Derzeit können sie nur für kurze Zeiträume in geschützten Umgebungen bei Spezialmissionen eingesetzt werden und sind außerdem fehleranfällig.

An Khang (laut SCMP )

Quellenlink: https://vnexpress.net/trung-quoc-phat-trien-may-tinh-luong-tu-nhanh-ky-luc-4663533.html