Jetzt ist er passiert: der Quantensprung

12 Sekunden dauerte das Experiment, dann landete Orville Wright die »Flyer I« wieder am Strand von North Carolina. Sie war nur 37 Meter weit geflogen – und doch eine der größten technischen Meisterleistungen ihrer Zeit. Die Flugmaschine Wrights lieferte 1903 den Beweis, der die Welt verändern sollte: Fliegen war auch für uns Menschen machbar. Das Zeitalter der motorisierten Luftfahrt war angebrochen.

Was vor wenigen Tagen in den USA passiert ist, dürfte wohl eine ähnliche Tragweite haben. In einem Experiment gelang es Eine Kopie von Googles Quantencomputer-Paper bei »Inverse« (englisch, 2019) Googles Quantencomputer »Sycamore«, eine Aufgabe zu lösen, für die die schnellsten Supercomputer von heute 10.000 Jahre gebraucht hätten – in nur 3 Minuten und 20 Sekunden.

Wie hat »Sycamore« das geschafft?

Darum sind Quantencomputer so ungeheuer schnell

Alle herkömmlichen Computer arbeiten bisher auf Basis von Bits – kleinste Speichereinheiten, die entweder den Wert 0 oder 1 annehmen. Quantencomputer hingegen arbeiten mit Qubits, die in der Lage sind, sich in einen Zwischenzustand aus 0 und 1 zu begeben – die sogenannte »Superposition«.

Dass etwas in mehreren Zuständen gleichzeitig existiert (also 0 und 1), ist für Menschen schwer zu verstehen, denn es geht über die klassische Schulphysik hinaus Qubits existieren nicht in einem Zustand A oder B, sondern in einem Paradigma von Möglichkeiten, die erst durch das Auslesen der Information auf einen Zustand festgelegt wird. Deshalb sind Qubits auch nur auf subatomarer Ebene umsetzbar, wo die Quantenphysik greift – etwa als Photonen oder Elektronen – und komplizierte Systeme diese fangen und in größtmöglicher Kälte manipulieren. und nutzt die Quanteneigenschaften subatomarer Teilchen. Das bedeutet: Qubits können miteinander verschränkt werden – sodass eine Änderung an einem gleichzeitig auch ein anderes beeinflusst. Spielen beide Eigenschaften zusammen, erhöht sich, sehr vereinfacht gesagt, die Rechenleistung drastisch. Während auch die schnellsten herkömmlichen Prozessoren Aufgaben nur nacheinander bewältigen können, schaffen Quantencomputer Millionen Aufgaben gleichzeitig.