Chinas Rechenleistung glänzt mit 255 detektierten-Photonen-Quantencomputer

Chinesische Wissenschaftler haben am Mittwoch einen Quantencomputer-Prototyp namens „Jiuzhang 3.0“ mit 255 detektierten Photonen vorgestellt. Unter der Leitung des renommierten chinesischen Quantenphysikers Pan Jianwei hat das Forschungsteam eine Geschwindigkeit erreicht, die zehn Billiarden Mal schneller ist als die der schnellsten Supercomputer der Welt, wenn es um die Lösung von Gaußschen Bosonen-Sampling-Problemen geht.

Dabei handelt es sich um ein klassisch schwer lösbares Problem. In der wissenschaftlichen Studie wurde das Gaußsche Bosonen-Sampling (GBS) verwendet, um eine hocheffiziente Methode zur Demonstration der Beschleunigung von Quantenrechnern bei der Lösung einiger genau definierter Aufgaben zu bieten.

Die Studie wurde am Mittwoch online in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Lu Chaoyang, Mitglied des Forschungsteams und Professor an der University of Science and Technology of China, sagte, dass ein neu entwickeltes supraleitendes Nanodraht-Einzelphotonen-Detektionsschema mit faserschleifenbasierter Konfiguration die Anzahl der detektierten Photonen für „Jiuzhang 3.0“ auf 255 erhöhen konnte und damit die Komplexität des photonischen Quantencomputings erheblich verbessert hat.

Foto von VCG

„Durch die Demultiplexierung von Photonen in Zeitabschnitte durch Verzögerungen haben wir die Fähigkeit zur Auflösung der Pseudo-Photonenzahl erreicht“, fügte Lu hinzu.

Gemäß dem klassischen Simulationsalgorithmus ist „Jiuzhang 3.0“ bei der Lösung von GBS-Problemen eine Million Mal schneller als sein Vorgänger „Jiuzhang 2.0“. Für die komplexesten GBS-Muster, die „Jiuzhang 3.0“ in nur einer Mikrosekunde berechnen kann, würde der schnellste Supercomputer der Welt, „Frontier“, mehr als 20 Milliarden Jahre benötigen.

Im Jahr 2021 entwickelte das von Pan geleitete Team „Jiuzhang 2.0“ mit 113 detektierten Photonen und ein programmierbares supraleitendes 66-Qubit-Quantencomputersystem mit dem Namen „Zuchongzhi 2.1“.

Hiermit ist China das einzige Land, das einen Quantenberechnungsvorteil auf zwei technischen Wegen erreicht hat - zum einen über die photonische Quantencomputertechnologie und zum anderen über die supraleitende Quantencomputertechnologie.