Alphabet erreicht historischen Meilenstein! Quantenchip Willow erzielt erstmals nachweisbaren Quantenvorteil!

Alphabet (i)(GOOG/GOOGL) katapultiert sich in eine neue technologische Dimension. Der Mutterkonzern von Google hat mit seinem Quantenchip Willow und dem Algorithmus Quantum Echoes einen wissenschaftlichen Meilenstein erreicht, den ersten nachweisbaren Quantenvorteil der Welt. Damit berechnet Alphabet molekulare Strukturen 13.000-mal schneller als ein Supercomputer und öffnet das Tor zu einer neuen Ära des Rechnens mit enormem Potenzial für Medizin, Materialforschung und Künstlicher Intelligenz.

Alphabet wird vom Suchgiganten zum Pionier des Quantenzeitalters

Alphabet ist längst mehr als nur die Mutter von Google. Das Unternehmen ist ein digitales Imperium. Mit Diensten wie der Suchmaschine Chrome, dem Betriebssystem Android, der Werbeplattform Google Ads und dem Cloud-Geschäft zählt Alphabet zu den profitabelsten Technologieunternehmen der Welt. Während Google Cloud rasant wächst und das KI-Modell Gemini das Sucherlebnis neu definiert, arbeitet Waymo an der Zukunft autonomer Mobilität. Doch jenseits dieser bekannten Wachstumstreiber entsteht derzeit ein Bereich, der die Grenzen moderner Technologie neu definiert. Das Quantencomputing.

Willow – Der Quantenchip, der das Unmögliche greifbar macht

Alphabet investiert seit Jahren in seine Abteilung Google Quantum AI mit einem Ziel. Den Bau eines fehlerkorrigierten, skalierbaren Quantencomputers abzuschließen. Das Herzstück dieser Forschung ist der neue Willow-Chip, ein supraleitender Quantenprozessor mit 105 Qubits. Er basiert auf winzigen Schaltkreisen, die bei extrem niedrigen Temperaturen supraleitend werden. Sie verlieren ihren elektrischen Widerstand und können so Quantenzustände stabil speichern. Damit lässt sich Information nicht nur als 0 oder 1 darstellen, sondern in Überlagerungen, was eine exponentiell höhere Rechenleistung ermöglicht. Willow erreicht dabei Präzisionen von über 99,9 % bei Quantenoperationen. Ein Wert, der lange für unerreichbar galt. Diese Hardware bildet die Grundlage für den größten Durchbruch in der Geschichte des Unternehmens. Nun konnte man den ersten nachweisbaren Quantenvorteil präsentieren.

Quantum Echoes 13.000-mal schneller gelöst als ein Supercomputer

Mit dem neu entwickelten Quantum Echoes Algorithmus gelang es Alphabet erstmals, einen Algorithmus auf einem Quantencomputer auszuführen, der klassische Supercomputer nicht nur übertrifft, sondern auch experimentell verifizierbar ist. Das System konnte die Wechselwirkungen von Atomen innerhalb eines Moleküls simulieren. Ein Problem, das klassische Rechner bisher nur näherungsweise lösen konnten. Der Algorithmus funktioniert wie ein physikalisches Echo. Ein Signal wird in das Quantensystem eingespeist, ein Qubit gezielt gestört und die Entwicklung anschließend umgekehrt. Das entstehende "Echo" enthält Informationen über die interne Dynamik des Systems, vergleichbar mit einer Sonarwelle, die ein Bild aus dem Unsichtbaren formt. Dank konstruktiver Interferenz werden diese Quantenechos verstärkt und liefern extrem empfindliche Messungen. Willow berechnete die Molekülstruktur 13.000-mal schneller als einer der weltweit leistungsstärksten Supercomputer. Beeindruckend.

Ein Werkzeug für Chemie, Medizin und Materialwissenschaft

Diese Geschwindigkeit ist kein theoretischer Erfolg, sondern ein Schritt in Richtung praktischer Anwendung. In Kooperation mit der University of California, Berkeley, nutzten Forschende den Algorithmus, um Moleküle mit bis zu 28 Atomen zu untersuchen. Das Verfahren kombiniert Quanteninformatik mit Kernspinresonanz NMR, jener Technologie, die auch Magnetresonanztomographen zugrunde liegt. Das Ergebnis war bahnbrechend. Willow lieferte nicht nur präzisere Daten als herkömmliche NMR-Verfahren, sondern konnte Molekülstrukturen und Bindungen sichtbar machen, die bisher als unmessbar galten. Solche Erkenntnisse könnten die Entwicklung neuer Medikamente, effizienterer Batterien oder neuartiger Materialien revolutionieren.

Ein Meilenstein auf Googles Quanten-Roadmap

Der Nachweis des verifizierbaren Quantenvorteils markiert Meilenstein drei auf Googles sechsstufigem Fahrplan zum vollwertigen Quantencomputer und bringt das Unternehmen auf halbem Weg zum Ziel. Bereits 2019 hatte Google mit dem Sycamore-Prozessor gezeigt, dass ein Quantenchip Aufgaben bewältigen kann, für die klassische Supercomputer Jahrtausende benötigen. Der Moment der sogenannten Quantenüberlegenheit war erreicht. 2023 folgte der nächste Durchbruch. Mit stabiler Fehlerkorrektur gelang es, die fragile Natur der Qubits besser zu kontrollieren und damit die Grundlage für langlebige Quantenoperationen zu schaffen. Mit Willow und dem Quantum Echoes Algorithmus erreicht Alphabet nun die nächste Stufe, ein Quantenchip, der nicht nur schneller, sondern auch experimentell überprüfbar präziser arbeitet als jedes klassische System. Dies gilt als erster Schritt hin zu praktischen, reproduzierbaren Anwendungen. Die nächsten Etappen sehen den Aufbau logischer Qubits und Gatter vor, die komplexe Berechnungen über längere Zeiträume stabil halten können. Am Ende steht das große Ziel eines fehlerkorrigierten Quantencomputers mit über 1 Mio. Qubits, der reale Aufgaben in Chemie, Klimaforschung, Kryptografie und Materialentwicklung lösen kann.

Der Beginn einer neuen Rechenära

Mit Willow und dem Quantum Echoes Algorithmus hat Alphabet nicht nur wissenschaftliche Geschichte geschrieben, sondern einen Vorgeschmack auf die Zukunft des Rechnens geliefert. Der Quantencomputer ist nicht länger eine theoretische Vision, sondern ein wachsendes Werkzeug mit realem Nutzen. CEO Sundar Pichai brachte es auf den Punkt: "Dieser Durchbruch ist ein bedeutender Schritt hin zur ersten realen Anwendung des Quantencomputings." Was mit Suchalgorithmen begann, könnte nun in einem neuen Paradigmenwechsel münden, der Entstehung einer Ära, in der Quanteninformation die nächste industrielle Revolution antreibt.