Der Begriff Quantenüberlegenheit geht auf den US-amerikanischen Physiker John Preskill zurück. Gemeint ist damit der Punkt, ab dem Quantencomputer Aufgaben erledigen, zu denen klassische Computer nicht fähig sind. Theoretisch ist das möglich, ein echter Beweis fehlte jedoch lange. 2019 verkündeten zwar Forscher:innen von Google, sie hätten die Quantenüberlegenheit bewiesen. Ein Team von IBM-Forscher:innen zweifelte die Angaben jedoch an. Ihrer Meinung nach könnte ein klassischer Computer die von Google gestellte Aufgabe deutlich schneller lösen, als die Forscher:innen des Konzerns angegeben hatten.
Jetzt haben Forscher:innen der chinesischen Universität für Wissenschaft und Technik in Hefei gleich zwei neue Paper vorgelegt, mit denen wieder Bewegung in das Thema kommt. Die zwei Teams haben jeweils unterschiedliche technische Ansätze für ihre Quantencomputer gewählt. Mit beiden wurden aber offenbar Aufgaben gelöst, die klassische Computer im besten Fall Jahre beschäftigt hätten. Beide Teams beanspruchen für sich, damit die Quantenüberlegenheit bewiesen zu haben.
Quantencomputer: Darum ging es bei den beiden Experimenten
Bei dem ersten Versuch setzte das Team auf einen optischen Ansatz für ihren Quantencomputer. Die Aufgabe lag im sogenannten Bosonen-Sampling. Dabei werden Photonen in ein komplexes optisches Netzwerk geschickt, in denen es viele verschiedene Möglichkeiten gibt, zu einem bestimmten Ausgang zu gelangen. Für klassische Supercomputer wäre es hochgradig rechenintensiv, die Bewegungen der Photonen zu berechnen. Tatsächlich soll der chinesische Quantencomputer die Aufgabe um einen Faktor von 100.000 Milliarden schneller gelöst haben, als es ein klassischer Computer könnte.
Das zweite Team setzte auf einen Quantencomputer auf Basis supraleitender Materialien. Auf diese Technik setzen unter anderem auch Google und IBM. Für die von dem Team durchgeführten Benchmark-Rechnungen brauchte der Zuchongzhi getauften Quantencomputer laut den Wissenschaftlern 1,2 Stunden. Ihrer Einschätzung nach bräuchte der derzeit schnellste klassische Supercomputer für dieselben Berechnungen mindestens acht Jahre.
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