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Quantencomputer: Google arbeitet mit Jülich zusammen

Seit Jahren arbeiten Forscher und Wissenschaftler an der Entwicklung immer schnellerer Super-Computer.
© Forschungszentrum Jülich

Quantencomputer gelten als die Rechner der Zukunft - sie sollen um ein Vielfaches leistungsstärker und deutlich sicherer sein als die derzeit geläufigen digitalen Computer. Eine Partnerschaft mit dem Schwerpunkt Quantentechnologien und Quantenalgorithmen haben nun das Forschungszentrum Jülich (Nordrhein-Westfalen) und der IT-Gigant Google geschlossen.

Quantencomputer gelten als die Rechner der Zukunft - sie sollen um ein Vielfaches leistungsstärker und deutlich sicherer sein als die derzeit geläufigen digitalen Computer. Eine Partnerschaft mit dem Schwerpunkt Quantentechnologien und Quantenalgorithmen haben nun das Forschungszentrum Jülich (Nordrhein-Westfalen) und der IT-Gigant Google geschlossen.

Die entsprechende Kollaboration zwischen der Forschungseinrichtung und dem IT-Riesen sieht neben gemeinsamen Forschungsaktivitäten auch die Ausbildung von Experten auf dem Gebiet der Quantentechnologien und Quantenalgorithmen vor, wie das Forschungszentrum am Dienstag mitteilte. Zudem ist eine wechselseitige Nutzung von Hardware geplant.

Quantenmechanische Gesetze

Seit Jahren arbeiten Forscher weltweit an der Entwicklung von Quantencomputern. Im Gegensatz zu Digitalrechnern arbeiten Quantencomputer nicht nach den Regeln der klassischen Physik oder Informatik. Sie funktionieren vielmehr nach den Gesetzen der Quantenmechanik. Diese beschreibt die Welt der kleinsten Teilchen wie Elektronen oder Photonen. Quantenobjekte besitzen die Eigenschaften sowohl von Teilchen als auch von Wellen.

Auch können Aufenthaltsort und Impuls eines Quantenobjekts nicht gleichzeitig exakt gemessen werden. Dies widerspricht völlig unseren Alltagserfahrungen: Bei einem fahrenden Auto beispielsweise kann schließlich dessen Geschwindigkeit ebenso genau bestimmt werden wie seine aktuelle und künftige Position. In der Welt der kleinsten Dinge gilt im Gegensatz zu unserer Alltagswelt also nicht der Grundsatz "entweder oder", sondern eher die Maxime "sowohl als auch".

Auf die Computertechnologie übertragen bedeutet dies: Bei herkömmlichen Computern nimmt ein Bit einen von zwei möglichen Zuständen an, die mit "null" und "eins" beschrieben werden. In Quantencomputern dagegen werden sogenannte Qubits verwendet, die nicht entweder "null" oder "eins" sind, sondern sowohl "null" als auch "eins" - und zwar gleichzeitig. Damit können Quantencomputer alle Bit-Kombinationen gleichzeitig erfassen und manipulieren. Dies wiederum führt dazu, dass Quantencomputer theoretisch bedeutend schneller arbeiten als Digitalrechner.

Kooperation will Entwicklung beschleunigen

Google arbeitet bereits seit Jahren an der Entwicklung von Quantenprozessoren und Quantenalgorithmen. Die Erforschung neuer Technologien für Quantencomputer ist zugleich einer der Schwerpunkte des Forschungszentrums Jülich. Die Forschungseinrichtung plant den Betrieb eines europäischen Quantencomputers mit 50 bis 100 supraleitenden Qubits, der im Quanten-Flaggschiffprogramm der EU entwickelt und am Forschungszentrum der Forschung und Industrie zugänglich gemacht werden soll. Die groß angelegte Forschungsinitiative zielt nach Angaben der Jülicher Einrichtung darauf ab, die Entwicklung von Quantentechnologien in Europa zu beschleunigen. Das Fördervolumen beträgt eine Milliarde Euro für einen Zeitraum von zehn Jahren.

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