Googles neuer Chip: schneller als jeder Hochleistungscomputer

Der Willow-Quantenchip wurde kürzlich von Google vorgestellt, wobei sich das Projekt durch seine hohe Leistung auszeichnet.

Das Unternehmen behauptet, dass die Technologie des Chips Fehler bei der Skalierung erheblich minimiert. Dies wurde durch 105 Qubits ermöglicht, die auch die Leistung beim zufälligen Schaltkreis-Sampling beeinflusst haben.

Wie hat Google diese hohe Leistung erreicht?

Um diesen bedeutenden Leistungssprung zu erzielen, wurde die Produktion optimiert. Die Änderungen betrafen hauptsächlich die Gate-Operation, die modifizierte Chip-Architektur, die Kalibrierung und andere Bereiche.

Das Unternehmen gibt an, dass der neueste Quantenchip den Benchmark-Test in nur 5 Minuten bewältigt, während ein herkömmlicher Supercomputer denselben Test in 10 Septillionen Jahren lösen könnte. Solche beeindruckenden Leistungszahlen stellen einen erheblichen Fortschritt im Vergleich zu den Fähigkeiten eines Quantenprozessors im Jahr 2019 dar.

Die Firma veröffentlichte Details zur Testforschung des Quantenchips in der Fachzeitschrift Nature. Laut den dortigen Daten wurden die Qubits von einem 3x3-Gitter auf 5x5 und schließlich 7x7 skaliert. Bei jeder Skalierung war eine Halbierung der Fehler möglich. Zur Bewertung der Chip-Leistung wurde RCS (Randomized Circuit Sampling) verwendet.

Die Studie zeigte, dass es eine reale Möglichkeit gibt, die Fehlerrate exponentiell zu minimieren. Einzelne Qubits haben dabei eine kürzere Lebensdauer als Arrays von Qubits.

Im Jahr 2019, als das Unternehmen erstmals eine gewisse Quantenüberlegenheit beanspruchte, erntete es Kritik. Die Kritik basierte auf der Tatsache, dass ein herkömmlicher Computer die Aufgabe in 2,5 Tagen hätte lösen können und das Ergebnis dabei deutlich genauer gewesen wäre als bei einem Quantencomputer. Zur Verteidigung Googles und zur Bestätigung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse kam die Unterstützung von der NASA. Mithilfe eines Supercomputers konnten sie bestätigen, dass die Ergebnisse mit denen des Quantencomputers übereinstimmen.