Kürzlich erzielte das Google Quantum AI-Team bemerkenswerte Fortschritte. Ihre Forschung zeigt, dass aktuelle fehlerbehaftete Quantencomputer mittlerer Größe (NISQ) Benchmark-Berechnungen durchführen können, für die klassische Computer Jahre benötigen würden. Diese Studie, veröffentlicht im Journal „Nature“, verwendete Random Circuit Sampling als Benchmark, eine der derzeit herausforderndsten Aufgaben für Quantencomputer.
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Diese Entdeckung zeigt, dass Quantencomputer trotz Rauschen das Potenzial haben, klassische Computer bei bestimmten Aufgaben zu übertreffen. Dies ist ein wichtiger Schritt zur praktischen Anwendung von Quantencomputing.
Das Forschungsteam nutzte Googles 67-Qubit Sycamore-Quantenchip, um eine „stabile rechnerische Komplexitätsphase“ zu demonstrieren, die mit aktuellen Quantenprozessoren erreichbar ist.
Das bedeutet, dass Quantencomputer selbst bei Rauschen Berechnungen durchführen können, die klassische Supercomputer nicht bewältigen können. Dieses Experiment untersucht eingehend, ob Quantenprozessoren komplexe Berechnungen unter dem Einfluss von Hintergrundrauschen durchführen können. Sergio Boixo, Chef-Wissenschaftler von Google Quantum AI, erwähnte, dass viele renommierte Forscher und Publikationen kürzlich die Frage diskutiert haben, ob eine Phase gefunden werden kann, in der ein fehlerbehafteter Quantencomputer Supercomputer grundlegend übertrifft.
Boixo wies darauf hin, dass diese Experimente einen Übergang zwischen einer „niedrig-rauschigen Phase“ und einer „hoch-rauschigen Phase“ bei Quantencomputern zeigen. In der „niedrig-rauschigen Phase“ ist die Komplexität der Benchmark-Berechnungen ausreichend, damit Quantencomputer klassische Computer in ihrer Leistung übertreffen. Darüber hinaus belegt die Studie die Effektivität des seit 2019 experimentell verwendeten Random Circuit Sampling-Benchmarks, da er die Fähigkeiten klassischer Supercomputer übersteigt.
Boixo fügte hinzu, dass diese Forschung das theoretische „Neven's Law“ bestätigt, wonach die Leistungsfähigkeit des Quantencomputings mit exponentiell steigender Geschwindigkeit wächst, die das traditionelle Computing bei weitem übertrifft. Es ist jedoch zu beachten, dass Random Circuit Sampling keine praktische Anwendung hat, daher konzentrieren sich zukünftige Arbeiten darauf, den Benchmark in eine praktisch anwendbare Richtung zu verbessern.
Wichtigste Punkte:
🔍 Die Studie zeigt, dass aktuelle Quantencomputer komplexe Berechnungen durchführen können, für die klassische Computer Jahre benötigen würden.
⚛️ Mit Googles 67-Qubit Sycamore-Chip wurde die überragende Leistung von Quantencomputern in der niedrig-rauschigen Phase nachgewiesen.
📈 Die Studie bestätigt „Neven's Law“ und zeigt, dass die Leistungsfähigkeit des Quantencomputings mit exponentiell steigender Geschwindigkeit wächst.