Google präsentiert Quantenchip Willow, stellt Computer auf den Kopf

Mit dem neuen Willow-Chip reißt Google die Krone bei Quantencomputern an sich. Was heißt das für die Zukunft?

Über Googles Willow

Es geht gerade heiß her im KI-Sektor: Vor Weihnachten 2024 haut OpenAI noch seine mächtige Video-Erstellungs-KI Sora auf den freien Markt, und nun hat Google seinen neuesten Quantenchip vorgestellt. Willow bietet führende Leistung mit Blick auf eine Reihe von Metriken und ermöglicht zwei bahnbrechende Neuerungen:

• Willow kann Fehler exponentiell reduzieren und gleichzeitig mit mehr Qubits skalieren. Dies löst eine zentrale Herausforderung bei der Quantenfehlerkorrektur, an der das Feld seit fast 30 Jahren arbeitet.
• Willow führt eine Standard-Benchmark-Berechnung in weniger als fünf Minuten durch, die mit einem der schnellsten Supercomputer der Welt 10 Septillionen (das sind 10^25) Jahre dauern würde – eine Zahl, die das Alter des Universums bei weitem übersteigt.

Somit ist Willow ein wegweisender Schritt im Quantencomputing. Seit der Gründung von Google Quantum AI im Jahr 2012 als Teil von Google Research bestand die Vision, einen praktisch nutzbaren Quantencomputer zu bauen, der die Quantenmechanik – das „Betriebssystem“ der Natur, soweit bekannt – verwendet, um der Gesellschaft zu dienen und wissenschaftliche Entdeckungen zu fördern. Der Chip wurde für diesen Zweck in Googles neuer, hochmoderner Fertigungsanlage in Santa Barbara hergestellt – eine von nur wenigen Anlagen weltweit, die speziell für diesen Zweck gebaut wurden. 

Willow, aber wozu?

Die nächste Herausforderung für das Feld besteht darin, eine erste “nützliche, jenseits der klassischen” Berechnung auf heutigen Quantenchips zu demonstrieren, die für eine reale Anwendung relevant ist. Google ist optimistisch, dass die Willow-Chip-Generation uns helfen kann, dieses Ziel zu erreichen. Bisher gab es zwei verschiedene Arten von Experimenten: Auf der einen Seite haben sie den RCS-Benchmark ausgeführt, der die Leistung im Vergleich zu klassischen Computern misst, aber keine bekannten realen Anwendungen hat. Auf der anderen Seite haben sie wissenschaftlich interessante Simulationen von Quantensystemen durchgeführt, die zu neuen wissenschaftlichen Entdeckungen geführt haben, aber immer noch in Reichweite klassischer Computer sind. Das hehre Ziel ist es, beides gleichzeitig zu tun – in den Bereich von Algorithmen einzutreten, die außerhalb der Reichweite klassischer Computer liegen und die für reale, kommerziell relevante Probleme nützlich sind.

Google ist überzeugt, dass sich beide als die transformativsten Technologien unserer Zeit erweisen werden, aber fortschrittliche KI wird erheblich vom Zugang zum Quantencomputing profitieren. Quantenalgorithmen haben grundlegende Skalierungsgesetze auf ihrer Seite. Es gibt ähnliche Skalierungsvorteile für viele grundlegende Rechenaufgaben, die für KI unerlässlich sind. Daher wird die Quantenberechnung unverzichtbar sein, um Trainingsdaten zu sammeln, die für klassische Maschinen unzugänglich sind, für das Training und die Optimierung bestimmter Lernarchitekturen und die Modellierung von Systemen, bei denen Quanteneffekte wichtig sind. Dazu gehört die Unterstützung neuer Medikamente, die Entwicklung effizienterer Batterien für Elektroautos und die Beschleunigung des Fortschritts bei Fusions- und neuen Energiealternativen. Viele dieser zukünftig bahnbrechenden Anwendungen warten darauf, mit Quantencomputing freigeschaltet zu werden. Spannende Zeiten! Mehr Infos wie die technischen Daten findet ihr auf dem englischen Google Blog.