Quantencomputer-Durchbruch: Google erreicht historischen Meilenstein mit Willow-Chip
von caschy | 34 Kommentare
Google hat mit seinem neuen Quantencomputer-Chip Willow einen Durchbruch erzielt. Der Chip bewältigt eine Rechenaufgabe in weniger als fünf Minuten, für die selbst die leistungsstärksten Supercomputer der Welt etwa 10 Septillionen Jahre benötigen würden – das übersteigt das Alter des Universums. Oder etwas greifbarer: 10.000.000.000.000.000.000.000.000 Jahre.
Diese Entwicklung stellt einen unglaublichen Fortschritt gegenüber 2019 dar, als Google bereits einen Quantenprozessor präsentierte, der eine mathematische Berechnung in drei Minuten durchführte. Damals wurde für einen Supercomputer eine Rechenzeit von 10.000 Jahren veranschlagt, allerdings nutzt Google laut eigener Aussagen auch einen selbst entwickelten Benchmark.
Der neue Willow-Chip arbeitet mit 105 Qubits. Im Gegensatz zu klassischen Computern, die mit Bits arbeiten und nur die Zustände 0 oder 1 kennen, können Qubits mehrere Zustände gleichzeitig annehmen. Diese Eigenschaft macht sie für Berechnungen interessant, führt aber auch zu Problemen mit der Fehleranfälligkeit.
Die Google-Forscher haben nun einen Weg gefunden, diese Fehler zu reduzieren. Sie entwickelten eine Methode, bei der zusätzliche Qubits in das System eingebracht werden, wodurch Fehler in Echtzeit korrigiert werden können. Laut eigener Aussagen geht es nicht nur um Quantität, sondern auch um Qualität. Sicherlich nicht überraschend. Um einen echten Fortschritt bei der Fehlerkorrektur zu zeigen, muss man nachweisen, dass man unter der Schwelle liegt, und dies ist laut Google eine herausragende Herausforderung, seit Peter Shor 1995 die Quantenfehlerkorrektur einführte.
Google plant, diese Technologie für praktische Anwendungen einzusetzen. Konkret sollen Berechnungen durchgeführt werden, die für klassische Computer nicht machbar sind. Die Einsatzgebiete sind vielfältig.
Stark vereinfacht:
1. Quantenbits (Qubits): Im Gegensatz zu klassischen Computern, die Bits (0 oder 1) verwenden, nutzen Quantencomputer Qubits. Ein Qubit kann dank einer Eigenschaft namens Überlagerung sowohl 0 als auch 1 gleichzeitig sein. Das ermöglicht Quantencomputern, eine große Menge an Informationen gleichzeitig zu verarbeiten.
2. Verschränkung: Qubits können verschränkt sein, was bedeutet, dass der Zustand eines Qubits direkt mit dem eines anderen zusammenhängt, unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind. Dies kann verwendet werden, um komplexe Berechnungen effizienter durchzuführen als mit klassischen Computern.
3. Interferenz: Quantencomputer nutzen Interferenz, um richtige Antworten zu verstärken und falsche zu unterdrücken, während Berechnungen durchgeführt werden.
Mal schauen, was das für Verschlüsselung und Dinge wie „sichere“ Passwörter in Zukunft bedeutet.
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Dann können wir nun erwarten, dass wir solch einen Chip in den Kopf kriegen um komplizierte Sachen zu verstehen. Z.B. wieso gehen Leute ins Dschungelcamp? Abgesehen von den qualmenden Köpfen. Die Kühlung wird eine Herausforderung werden
Nee mal ernsthaft, wirklich erstaunlich was technisch möglich ist.
Das ist nur ein Chip der schneller rechnet. Wenn die vorhandenen Daten scheiße sind, dann kommt auch nur (schneller) Scheiße raus. Das ist wie mit den Leuten im Dschungelcamp, die dann einfach nur schneller dumm denken.
„Das ist nur ein Chip der schneller rechnet.“
No, sir, absolutely no! Ein Quantencomputer ist nichts einfach nur ein Computer nur in schnell. Das gesamte Logik-Prinzip ist anders aufgebaut.
Aktuell rechnet er noch nicht mal schnell -er rechnet gar nicht, denn das Ergebnis ist immer falsch! Was Google derzeit wirklich gut kann, ist schlicht Meldungen veröffentlichen.
Wieso Leute in Dschungelkamp gehen? Der allerdollste Quanten-KI-Dingsbumsrechner wird scheitern. Wahrscheinlich brennen die Sicherungen durch.
Was sind das für Leute, die so etwas erdenken, verstehen und die Geräte dazu entwickeln? Ich würde das grundlegende Prinzip nicht einmal kapieren, wenn man es in Babysprache vorsingt – ganz ohne Formeln oder Details. Könnte aber auch an mir liegen …
Glaube schon das du das kapierst, die haben es sehr schön zusammen gefasst an einem Beispiel aus der Logistik
https://www.youtube.com/watch?v=3s2bPNzOlFM
Sehr interessant und lehrreich. Danke!
Ist ganz einfach. Liegt nur an Dir.
In diesem Fall: Hartmut Neven.
Deutscher Informatiker, der nur leider nicht in Deutschland forscht.
Nach ihm ist sogar Neven’s Law – gewissermaßen das Moore’sche Gesetz Quantencomputer-Domäne – benannt.
wir wussten doch immer das im zweiten von den Drei ??? mehr drin steckte !
Netter Google Werbefilm der sovieles was dann noch an Forschung bis zur Kommerziellen Nutzung im Herkömmlichen Sinne von Nöten ist ausblendet. Jedenfalls diesmal nicht mit Hartmut Neven der immer und überall Moore beerben möchte mit seinen Gesetzen 😀
Was bedeutet das für die Länge von Passwörtern.
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Das!
Nur mal kluggeschissen: 10 Septillionen hätten ausgeschrieben 43 Nullen nach der 1. Die dargestellte Zahl ist viel zu klein und sagt nur 10 Quadrillionen aus.
Signal und SimpleX haben glaub ich schon eine quantensichere Verschlüsselung. Von den anderen Messengern weiß ich es grad nicht.
SimpleX kenn ich nicht, aber Signal hat das seit 2023 (Link: https://signal.org/blog/pqxdh/ fals interesse besteht)
Heißt das, die Bitcoin sind nicht mehr sicher?
Ich kann mir doch dann mit dem Chip eine Regenbogentabelle mit allen Passwort-Möglichkeiten einer Adresse erzeugen lassen und durch ausprobieren das Passwort finden. In sehr kurzer Zeit.
Wie weiß man denn, dass der Quantencomputer richtig gerechnet hat. Wie macht man die „Probe“?
Wenn du mit einem Quantencomputer z.B. eine große Zahl in Primfaktoren zerlegst, kannst zu als Probe einfach die Primfaktoren multiplizieren und schauen, ob die ursprüngliche Zahl herauskommt.
Das Grundprinzip ist wie bei jedem Software Test man kennt das erwartet Ergebnis. Vereinfacht Du programmiert den Algorithmus und erwartest von ihm das er die eine „1“ zurückgibt. Der Test ist dann erfolgreich wenn du die 1 erhältst (stark vereinfacht)
aber wie geht man vor wenn dieser etwas berechnen soll wo man das Ergebnis eben noch nicht kennt?
(also vermutlich der Haupteinsatzzweck von Computern)
Du musst erstmal definieren, was du für „richtig“ hälst.
Ich hab mich hier drauf bezogen:
„Der Chip bewältigt eine Rechenaufgabe in weniger als fünf Minuten, für die selbst die leistungsstärksten Supercomputer der Welt etwa 10 Septillionen Jahre benötigen würden.“
Das bedeutet ja, er hat etwas errechnet, was bisher noch nicht berechnet werden konnte. Woher weiß man dann, dass es richtig ist?
Indem du die Lösung in die ursprüngliche Gleichung einsetzt. Das zu berechnen ist ja dann wieder super easy und kann auch von einen herkömmlichen Computer getätigt werden.
Als Beispiel wäre es den Private Key bei einer Verschlüsselung zu berechnen. Die Probe wäre einfach den Key einsetzen und sehen ob man damit dann die Daten entschlüsseln kann.
„Woher weiß man dann, dass es richtig ist?“ Derzeit ist die Antwort einfach: das Ergebnis ist nicht richtig!
Denn wenn die Abfrage des Ergebnis das Ergebnis „zerstört“ aka verändert und man eine Schätzung benutzt, um die mögliche Antwort – die man gerade „zerstört“ hat!- zu bekommen und man nicht mal die Wahrscheinlichkeit, dass diese geschätzte Antwort auch nur im Ansatz richtig sein könnte, errechnen kann, stellt sich die eine Frage: was ist die Antwort? Da kann dann jede beliebige Antwort richtig sein….
Faszinierend
Die Quantencomputer nutzen eine Sicherheitslücke in unserer Simulation aus. Irgendwann bemerkt das der große Sysadmin, patcht die Lücke und bootet das System neu.
oder er errechnet als Ergebnis 42…
Und schaltet den Rechner aus.
Ein Quantencomputer könnte jede Crypto-Währung innerhalb von Sekundenbruchteilen zerstören, weshalb ich niemals mein Geld in Crypto investieren würde. Irgendwann kommt die Nachricht, dass ein Betreiber eines Quantencomputers innerhalb eines Tages alle Cryprowählrungen übernommen hat und die Kurse alle ins Bodenlose stürzen. Kurz danach werden sich Börsenmalkler aus den Fenstern stürzen, die alles verloren haben. Crypto-Währung funktioniert nur, weil wir noch derart dumme Cimputer nutzen, was bald Geschichte sein wird.
Dazu müsste aber erst mal ein zu 100% korrekt funktionierender Quantencomputer existieren – derzeit wird nur herumgerätselt, was denn das Ergebnis wäre…
Ich sehe Google und seine Marktmacht zunehmend kritisch. Google sollte aufgespalten werden, gerade jetzt nach dieser Entdeckung.
So einen Computer braucht keiner! Die Antwort ist 42, wozu noch lange rechnen?
Na ja, mit irgendetwas müssen sich die tausenden Computer-Techniker ja beschäftigen! Ist wie mit der Fusionsenergietechnik und den Optocomputern & Akkus – fröhliches Geldverbrennen, Beschäftigungsmöglichkeit für hochbezahlte Wissenschaftler und Warten auf ein richtiges Ergebnis