Quantentechnologien haben einen weiteren gewaltigen Sprung nach vorne gemacht und ihre Überlegenheit gegenüber klassischen Rechensystemen bei Aufgaben von kolossaler Komplexität unter Beweis gestellt. Ein Forscherteam unter Leitung des theoretischen Physikers Tigran Sedrakyan vom US-Unternehmen BlueQubit hat ein bahnbrechendes Experiment unter Nutzung der fortschrittlichen Möglichkeiten moderner Recheninfrastruktur durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Studie, die auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht wurden, haben bereits große Aufmerksamkeit in der globalen Wissenschafts- und IT-Community erregt.

Das Wesen des Experiments und die Leistungsfähigkeit des Nighthawk r2

Grundlage des Experiments war ein kommerziell verfügbarer supraleitender 120-Qubit-Quantenprozessor namens Nighthawk r2, auf den Experten über die Cloud-Plattform von IBM zugriffen. Die Wissenschaftler setzten 61 Qubits des Systems ein und unterzogen sie zufälligen Quantenschaltkreisen mit steigender Komplexität. Die optimale Zone erwies sich bei 36 Manipulationszyklen, in denen der Schaltkreis 918 Zwei-Qubit-Gatter nutzte. Infolgedessen generierte der Prozessor erfolgreich eine Million Datensamples in nur 19 Sekunden und setzte damit einen beeindruckenden Meilenstein im Quantencomputing.

Bewertungsmethodik und Vergleich mit Supercomputern

Da die direkte Nachbildung solcher Aufgaben auf herkömmlichen Maschinen aufgrund architektonischer Einschränkungen praktisch unmöglich ist, wandten die Forscher eine spezielle Bewertungsmethode an — die Tensornetzwerk-Kontraktion. Berechnungen zufolge müsste ein klassischer Computer eine astronomische Anzahl von Operationen in Höhe von 1,2×10²⁷ ausführen, um die Ergebnisse des Quantenprozessors zu simulieren. Vergleicht man dieses Volumen mit der Spitzenleistung des führenden Supercomputers Frontier, so kämen die Wissenschaftler auf eine ununterbrochene Rechenzeit von rund 110 Jahren.

Bedeutung des Durchbruchs und Zugänglichkeit der Technologie

Das Besondere an diesem Erfolg ist, dass das Experiment nicht auf einer geheim gehaltenen Spezial-Laborhardware durchgeführt wurde, sondern auf einem standardmäßigen, öffentlich zugänglichen Cloud-Prozessor. Die Forscher kamen ohne maßgeschneiderte Kalibrierungen aus und bewiesen damit die hohe Reife der modernen Cloud-Quanteninfrastruktur. Auch wenn klassische Algorithmen kontinuierlich weiterentwickelt werden, ist dieser Erfolg ein starker Impuls für den technologischen Wettlauf und die Weiterentwicklung hybrider Rechensysteme.