Googles neuer Quantenchip "Willow": Revolution oder Risiko für die Kryptographie?

Google hat seinen neuesten Quantencomputing-Chip mit dem Namen "Willow" präsentiert. Laut Guardian benötigt dieser Chip für Berechnungen, die herkömmliche Supercomputer Milliarden von Jahren beschäftigen würden, lediglich Minuten. Als Beispiel wird eine Aufgabe genannt, die auf klassischen Computern 10 Septillionen Jahre dauern würde, Willow aber in nur fünf Minuten löst. Dieser immense Geschwindigkeitsvorteil könnte die Entwicklung neuer Medikamente und Materialien revolutionieren, indem er die experimentelle Phase drastisch verkürzt. Auch BBC News berichtet über den neuen Chip und zitiert Hartmut Neven, den Leiter von Googles Quantum AI Lab, der Willow als den "bisher besten Quantenprozessor" bezeichnet.

Quantencomputer nutzen die Prinzipien der Quantenmechanik für Berechnungen, die sich fundamental von denen klassischer Computer unterscheiden. Wie New Scientist erklärt, ermöglicht die Fähigkeit von Quantencomputern, in mehreren Zuständen gleichzeitig zu existieren, die Durchführung deutlich komplexerer Berechnungen. Dies könnte die Entwicklung von Kernfusionsreaktoren beschleunigen und den Einfluss künstlicher Intelligenz, insbesondere im medizinischen Bereich, verstärken. Google selbst nennt als Beispiel die Möglichkeit, MRT-Scans auf atomarer Ebene zu analysieren und so neue, von KI verarbeitbare Daten über den menschlichen Körper und Krankheiten zu gewinnen.

Die Leistung von Willow wurde anhand eines speziell für Quantencomputer entwickelten Benchmark-Problems demonstriert. Ein von Guardian zitierter Experte der University of Oxford bezeichnet Googles Ergebnisse als "herausragendes Beispiel" für Fortschritte in der Fehlerkorrektur. Er merkt jedoch an, dass die von Willow so schnell durchgeführten Berechnungen "keinen großen Nutzen für die reale Welt" hätten. Trotzdem zeigt die Entwicklung von Willow den rasanten Fortschritt der Quantencomputing-Technologie. Auf Hacker News wird diskutiert, dass die Stabilität und Programmierbarkeit von über 100 Qubits ein Meilenstein ist, den viele für unmöglich hielten. Dies könnte weitreichende Folgen für Bereiche wie KI und Datensicherheit haben.

Ein zentrales Problem von Quantencomputern ist ihre Fehleranfälligkeit. Google behauptet jedoch, dass Willow im Vergleich zu früheren Versionen deutlich weniger fehleranfällig sei. Wie die BBC berichtet, ist es den Google-Forschern gelungen, die Fehlerrate des Gesamtsystems zu reduzieren und gleichzeitig die Anzahl der Qubits zu erhöhen. Dies wird als "Durchbruch" in der Lösung eines seit 30 Jahren bestehenden Problems bezeichnet. Trotz dieser Fortschritte räumt Google ein, dass die Fehlerrate für den praktischen Einsatz von Quantencomputern noch deutlich niedriger sein muss.

Die Entwicklung von Quantencomputern wirft auch Sicherheitsfragen auf. So besteht die Gefahr, dass die Technologie zum Knacken selbst hochentwickelter Verschlüsselungsverfahren missbraucht werden könnte. Cointelegraph fragt, ob die derzeitige Krypto-Verschlüsselung durch Quantencomputer gefährdet ist. Charina Chou von Google Quantum AI versichert jedoch, dass Sicherheitsexperten seit Jahren an Post-Quanten-Verschlüsselung arbeiten, um dieser Bedrohung zu begegnen.

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