Forschung an Quantencomputern: Google kooperiert mit Forschungszentrum Jülich

Forschung an Quantencomputern : Google kooperiert mit Forschungszentrum Jülich

Das Forschungszentrum Jülich (FZJ) und der US-amerikanische Internet-Gigant Google wollen künftig gemeinsam an Quantencomputern forschen. Das teilte das FZJ am späten Montagabend in einer Pressemitteilung mit.

Neben gemeinsamen Forschungsaktivitäten sei auch die Ausbildung von Experten auf dem Gebiet der Quantentechnologien und Quantenalgorithmen Kern der Vereinbarung. Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier beglückwünschte die deutsch-amerikanische Forschungspartnerschaft anlässlich seines Besuchs am Hauptsitz von Google im kalifornischen Mountain View. Hier die wichtigsten Fragen und Antworten:

Was ist überhaupt ein Quantencomputer?

Während herkömmliche Computer auf Basis der Gesetze der klassischen Physik arbeiten, beruht ein Quantencomputer auf den Gesetzen der Quantenmechanik. Der Informationsträger der Quantencomputertechnik ist das Quantenbit, kurz „Qubit“. Wie herkömmliche Bits in der klassischen Computertechnik kann es zwischen den Zuständen 0 und 1 umschalten. Zusätzlich enthält es aber auch die quantenmechanische Überlagerung (Superposition) und Verschränkung beider Zustände, die für den entscheidenden Mehrwert an Rechenkraft zuständig sind. Die Quantenverschränkung wurde bereits 1935 von Albert Einstein vorhergesagt.

Was ist an Quantencomputern so besonders?

„Quantencomputer haben das Potenzial, bestimmte Arten von Berechnungen deutlich effizienter zu lösen, als das mit heutigen Technologien möglich ist“, stellt Peter Altmaier, Bundesminister für Wirtschaft und Energie, in einem veröffentlichten Statement fest. Und weiter: „Quantencomputer und Quantenalgorithmen sind daher sehr wichtige Zukunftstechnologien, die weltweit aufmerksam verfolgt werden. Aktuell stehen Quantencomputer noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung, und es ist schwer abzuschätzen, was alles möglich sein wird – und was eventuell auch nicht. Die Forscherinnen und Forscher müssen hier noch viel Grundlagenarbeit leisten. Das war bei der Entwicklung der heutigen Computer nicht anders. Ich freue mich daher, dass Google und das Forschungszentrum Jülich heute beschlossen haben, in dem wichtigen Zukunftsfeld der Quantencomputer zu kooperieren.“ Wissenschaftler erhoffen sich von Quantencomputern vor allem Fortschritte auf den Gebieten der Künstlichen Intelligenz, der Verschlüsselungstechnologie oder der Klimaforschung – prinzipiell in allen Bereichen, in denen schnell große Datenmengen verarbeitet werden müssen.

Warum Jülich?

Die Erforschung neuer Technologien für Quantencomputer ist einer der Schwerpunkte des Forschungszentrums. Im Oktober 2018 wurde bekannt, dass das FZJ den Betrieb eines europäischen Quantencomputers mit 50 bis 100 supraleitenden Qubits plant, der im Quanten-Flaggschiffprogramm der EU entwickelt und der Forschung und Industrie zugänglich gemacht werden soll. Die groß angelegte Forschungsinitiative zielt darauf ab, die Entwicklung von Quantentechnologien in Europa zu beschleunigen und ist mit einem Fördervolumen von einer Milliarde Euro für einen Zeitraum von zehn Jahren ausgestattet.

Was hat Google von der Kooperation?

Google und das FZJ werden sich künftig insbesondere bei der Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern und Experten gegenseitig unterstützen. „Ein Mangel an Fachleuten auf dem Gebiet des Quantencomputing ist jetzt schon absehbar, ähnlich wie er heute bereits im Bereich der Künstlichen Intelligenz zu beobachten ist. Aus diesem Grund investieren wir bereits jetzt in die Ausbildung und Förderung von akademischen Spitzenkräften“, sagt Dr. Markus Hoffmann, Leiter „Quantum Partnerships” bei Google, laut Mitteilung. Darüber hinaus werde man gemeinsam auf dem Gebiet der Quanten-Hardware und Quantenalgorithmen forschen. Forscher beider Partner bekommen damit die Möglichkeit, Simulationen auf den Superrechnern am Jülich Supercomputing Centre (JSC) durchzuführen und mit Googles Quantenprozessoren zu experimentieren.

Wie profitiert das Forschungszentrum?

„Quantencomputer bieten die Möglichkeit, bestimmte algorithmische Probleme in Sekundenschnelle zu lösen, für die man mit heutigen Superrechnern viele Jahre benötigen würde“, erklärt Wolfgang Marquardt, Vorstandsvorsitzender des FZJ. „Als ein Unternehmen, das auf diesem Gebiet Maßstäbe setzt, ist Google für uns ein wichtiger Partner, um mit vereinten Kräften diese Technologie weiter zu entwickeln.“ Die Partnerschaft setze auf einen regelmäßigen wissenschaftlichen Austausch, heißt es. In naher Zukunft sollen gemeinsame Hands-on-Workshops und Spring Schools für Wissenschaftler ausgerichtet werden.

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