Ein Quantencomputer in China führte eine Berechnung in Sekunden durch, für die der schnellste klassische Supercomputer der Welt Milliarden Jahre benötigen würde. Die Maschine namens Jiuzhang 4.0 ist die neueste Version eines photonischen Quantencomputers, der von Forschern der University of Science and Technology of China in Hefei entwickelt wurde.
Eine größere Geschwindigkeitslücke als je zuvor
Das Team ließ ein als Gaußsches Boson-Sampling bekanntes Stichprobenproblem laufen. Jiuzhang 4.0 erledigte die Aufgabe in wenigen Sekunden. Die Forscher schätzten, dass dasselbe Problem einen klassischen Supercomputer etwa 2,4 Milliarden Jahre kosten würde. Diese Lücke ist weit größer als das, was frühere Versionen von Jiuzhang erreichten. Der bisherige Rekordhalter, Jiuzhang 3.0, war etwa 10 Billiarden Mal schneller als eine klassische Maschine. Die neue Version ist ungefähr 1 Billiarde Mal schneller als ihr Vorgänger.
Wie die Maschine funktioniert und wer sie gebaut hat
Jiuzhang 4.0 nutzt Photonen, also Lichtteilchen, um Berechnungen durchzuführen. Anders als herkömmliche Computer, die auf Siliziumchips und elektrischen Signalen basieren, schickt dieses System Photonen durch ein Netzwerk aus Spiegeln, Strahlteilern und anderen optischen Komponenten. Die Photonen interferieren miteinander auf eine Weise, die die Ergebnisse einer Berechnung kodiert. Die Maschine wurde von einem Team unter der Leitung von Pan Jianwei und Lu Chaoyang an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gebaut. Die Forscher veröffentlichten ihre Ergebnisse im Februar 2025 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.
Warum das lokal und global wichtig ist
Für chinesische Wissenschaftler und die breitere Forschungsgemeinschaft stellt Jiuzhang 4.0 einen konkreten Schritt in Richtung dessen dar, was man als Quantenüberlegenheit bezeichnet, den Punkt, an dem ein Quantencomputer jeden klassischen Computer bei einer praktischen Aufgabe übertreffen kann. Die Maschine löst noch keine allgemeinen Probleme, aber sie zeigt, dass photonisches Quantenrechnen skalierbar ist. Das Team erhöhte die Anzahl der detektierten Photonen von 255 bei Jiuzhang 3.0 auf 430 bei Jiuzhang 4.0. Dieser Sprung im Maßstab ermöglichte den Geschwindigkeitssprung. Die Errungenschaft hält China auch in einem engen Wettlauf mit den USA und anderen Nationen, um nutzbare Quantencomputer zu bauen.
Das Ergebnis von Jiuzhang 4.0 bedeutet nicht, dass Quantencomputer für den Alltag bereit sind. Die Maschine ist immer noch ein spezialisiertes Gerät, das für eine Art von Berechnung gebaut wurde. Aber die Größe der Geschwindigkeitslücke zeigt, wie weit das photonische Quantenrechnen gekommen ist. Für Forscher in Hefei und auf der ganzen Welt ist die Frage nicht mehr, ob Quantencomputer klassische übertreffen können. Es ist die Frage, wie bald sie dies bei Problemen tun werden, die zählen.
