Kommen Quantencomputer früher als erwartet?

Im Vergleich zu herkömmlichen Rechnern sollen Quantencomputer in Zukunft weitaus komplexere Berechnungen durchführen können. Einigen Forschern ist nun mit der Entwicklung eines neuartigen Chips offenbar ein großer Schritt in diese Richtung gelungen.

Wissenschaftler des Centre for Quantum Photonics an der Universität Bristol entwickelten zusammen mit Forschern aus den Niederlanden, Japan und Israel einen Siliziumchip, der durch Nutzung von Quantenteilchen in naher Zukunft komplexe Rechenaufgaben bewältigen können soll. Die Forscher glauben, dass man damit einen neuen Weg zu einem Quantencomputer eingeschlagen habe. Der in Bristol entwickelte Chip nutzt dabei erstmals zwei identische Lichtteilchen (Photonen), die sich innerhalb eines Netzwerks aus Schaltkreisen im Silizium bewegen und dabei ein sogenanntes „Quantum Walk“-Experiment durchführen. Solche Experimente habe man zwar schon vorher vollziehen können, allerdings immer nur mit einem Photon. Durch das Zwei-Photonen-System könne man enorm kompliziertere Kalkulationen durchführen als zuvor und sei somit einem Quantencomputer ein Stückchen näher gekommen.

Nach Erreichen dieses Zwischenziels wolle man Quantum Walks mit drei oder einer Vielzahl Photonen realisieren. Allerdings steigt die Komplexität des Versuchs durch das Hinzufügen jedes einzelnen Photons exponentiell an, so dass dies noch einige Zeit dauern könnte. Dennoch sind die Forscher optimistisch, dass auf Basis ihrer Entwicklung Quantencomputer für komplexe Berechnungen bereits in weniger als zehn Jahren Realität sein könnten, während man bisher von mindestens 25 Jahren ausging.

It is widely believed that a quantum computer will not become a reality for at least another 25 years. However, we believe, using our new technique, a quantum computer could, in less than ten years, be performing calculations that are outside the capabilities of conventional computers.

Professor Jeremy O’Brien, Direktor des Centre for Quantum Photonics:

Ein Quantencomputer nutzt statt herkömmlichen Bits, wie bei klassischen Rechnern der Fall, sogenannte Quantenbits oder Qubits, die gleichzeitig mehrere Zustände annehmen können, während Bits bzw. Transistoren nur einen von zwei Zuständen (1 oder 0) besitzen können. Somit könnten Quantencomputer im gleichen Zeitraum weitaus mehr Informationen speichern und verarbeiten als heutige Computer.