Quantencomputer bieten in einigen Bereichen einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber klassischen Computern und benötigen für bestimmte Berechnungen weniger Speicherplatz.

Im Gegensatz zu klassischen Computern, die mit Bits in Form von Nullen und Einsen arbeiten, nutzen Quantencomputer sogenannte Qubits. Sie können gleichzeitig verschiedene Zustände zwischen Null und Eins annehmen, was theoretisch eine effizientere Verarbeitung ermöglicht.

Allerdings bringt diese Technologie auch Herausforderungen mit sich. Zum einen neigen Quantencomputer dazu, Informationen zu verlieren, zum anderen gestaltet sich die Übersetzung der Ergebnisse aus dem Quanten- in den klassischen Informationsraum oft schwierig. Die Übersetzung wird für die Integration in bestehende Systeme und weitere Berechnungen allerdings benötigt, wie Sci Tech Daily berichtet.

Forscher haben nun einen Algorithmus entwickelt, der es klassischen Computern ermöglicht, Quantencomputer zu simulieren. Der Ansatz bietet eine Lösung für die beiden genannten Probleme.

Außerdem benötigen klassische Computer mit dem neuen Algorithmus weniger Ressourcen als aktuelle Quantencomputer für die Berechnungen. Der Schlüssel liegt in der selektiven Informationsspeicherung: Der Algorithmus behält nur einen bestimmten Teil der im Quantenzustand vorhandenen Daten bei. Diese selektive Speicherung ist gerade ausreichend, um das gewünschte Endergebnis präzise zu berechnen.

„Diese Arbeit zeigt auf, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, Berechnungen zu verbessern, indem man klassische und Quantenansätze kombiniert“, erklärt Dries Sels, Assistenzprofessor am Department of Physics der New York University und Mitautor der Studie. „Zudem verdeutlicht unsere Forschung die Herausforderung, mit einem fehleranfälligen Quantencomputer einen echten Quantenvorteil zu erreichen.“

Die Ergebnisse der Forschung wurden im Journal PRX Quantum veröffentlicht.