Chinesische Forschungsteams haben deutliche Fortschritte bei der supraleitenden Quantencomputing- und Photonik-Quantencomputing-Technologie gemacht, womit China zum einzigen Land wird, das einen Quantencomputing-Vorteil auf zwei Mainstream-Technikrouten erreicht hat, während die USA nur einen „Quantenvorteil" im supraleitenden Quantencomputing erzielt haben, so Experten.

Der lichtbasierte Quantencomputer-Prototyp „Jiuzhang 2.0" (Foto von der University of Science and Technology of China)

Der Quantenvorteil sei ein wissenschaftliches Konzept, das besagt, dass ein Quantencomputer in einigen Bereichen Dinge tun kann, die über die Fähigkeiten von Nicht-Quanten- oder klassischen Computern hinausgehen, aber sie werden niemals klassische Computer ersetzen, sagte Yuan Lanfeng, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am Nationalen Laboratorium Hefei für Physikalische Wissenschaften auf der Mikroskala an der University of Science and Technology of China (USTC).

Das Forschungsteam unter der Leitung des renommierten chinesischen Quantenphysikers Pan Jianwei entwarf ein 66-Qubit-programmierbares supraleitendes Quantencomputersystem und nannte es „Zuchongzhi 2.1", nach dem bekannten chinesischen Mathematiker und Astronom aus dem fünften Jahrhundert, das den Quantenvorteil deutlich vergrößerte, wie die Nachrichtenagentur Xinhua am Dienstag berichtete.

„Zuchongzhi 2.1" ist zehn Millionen Mal schneller als der derzeit schnellste Supercomputer, und seine Berechnungskomplexität ist mehr als eine Million Mal höher als der des Sycamore-Prozessors von Google. Es ist das erste Mal, dass China einen Quantenvorteil in einem supraleitenden Quantencomputersystem erreicht hat. „Zuchongzhi 2.1" erziele erstmals einen Quantenvorteil gegenüber einem früheren Prozessor namens „Zu Chongzhi", einem 62-Qubit-programmierbaren supraleitenden Quantenprototyp, der im Mai von einem chinesischen Forschungsteam des USTC konzipiert worden ist, wie Lu Chaoyang, Professor der USTC in Hefei, der Hauptstadt der ostchinesischen Provinz Anhui, gegenüber Global Times am Dienstag mitteilte.

Pans Team baute auch einen neuen lichtbasierten Quantencomputer-Prototyp, „Jiuzhang 2.0", mit 113 detektierten Photonen, der umfangreiches Gauß-Boson-Sampling (GBS) eine Quadrillion Mal schneller implementieren kann als der schnellste existierende Supercomputer der Welt, wie die Nachrichtenagentur Xinhua mitteilte.

Yuan sagte, dass die Anzahl der detektierten Photonen für „Jiuzhang 2.0“ von zuvor 76 auf 113 gestiegen sei, als der Quantencomputer-Prototyp „Jiuzhang“ zum ersten Mal herauskam, was ein großer technischer Durchbruch war, da die Schwierigkeit mit jedem zusätzlichen detektierten Photon exponentiell zunimmt. Der lichtbasierte Quantencomputer-Prototyp „Jiuzhang“ wurde im Dezember 2020 unter der Leitung von Pan und Lu gebaut und zeigte einen Quantenvorteil.