23.02.2023

Google verkündet Meilenstein in der Quantencomputer-Forschung

In der Quantenforschung geht man davon aus, dass man große Quantencomputer nur bauen kann, wenn die Fehlerrate niedrig genug für Berechnungen ist. Die Quantenfehlerkorrektur kodiert über mehrere physische Qubits einen “logischen Qubit” und schützt damit Informationen. Google-CEO Sundar Pichai verkündete nun einen wichtigen Schritt für die Entwicklung von Quantencomputern, die Forscher:innen des Google-Teams erreicht haben.
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Google verkündet einen wichtigen Schritt in der Quantencomputer-Forschung © James Thew / AdobeStock
Google verkündet einen wichtigen Schritt in der Quantencomputer-Forschung © James Thew / AdobeStock

Ein zentraler Aspekt bei der Forschung und Arbeit an Quantencomputern ist eine möglichst geringe Fehlerrate. Ein Forschungsteam des “Quantum AI Labs” von Google, NASA und der Universities Space Research Association hat nun experimentell herausgefunden, dass sich die Quantenfehler reduzieren, wenn man die Anzahl der Qubits erhöht. Die Ergebnisse des Experiments hat die Forschungsgruppe im Fachmagazin Nature veröffentlicht.

Quantenfehlerkorrektur als zentrale Herausforderung

“In der Quanteninformatik ist ein Qubit eine Grundeinheit der Quanteninformation, die mehrere Zustände annehmen kann, die über 0 und 1 hinausgehen. Unser Durchbruch stellt eine bedeutende Veränderung in der Art und Weise dar, wie wir Quantencomputer betreiben”, erklärt Sundar Pichai, CEO von Google und Alphabet, in einem Blogbeitrag. Die Quantenfehlerkorrektur beschreibt der Geschäftsführer als zentrale Herausforderung in der Quantenforschung, da Qubits sehr empfindlich sind. Es kann schnell zu Rechenfehlern kommen, was sich mit größeren Quantencomputern sogar verstärkt.

Zukunftsträchtige Anwendungsbereiche

Pichai betont dabei auch das Potenzial und die Wichtigkeit von Quantencomputern, die in der Zukunft wichtige Anwendungsbereiche für die Menschheit bringen können: 

Wir glauben, dass Quantencomputer eines Tages eingesetzt werden, um Moleküle für neue Medikamente zu identifizieren, Düngemittel mit weniger Energie zu erzeugen, effizientere nachhaltige Technologien von Batterien bis hin zu Kernfusionsreaktoren als mögliche neue Energiegeneratoren zu entwickeln und physikalische Forschung zu betreiben, die zu Fortschritten führen wird, die wir uns heute noch nicht vorstellen können.

Google legt Fokus auf Sicherheit

Während diese technologischen Meilensteine erreicht werden, betont Pichai aber auch die Sicherheitsthematik, die damit einher geht. Daher gehe Google Partnerschaften mit Regierungen und Sicherheitscommunities ein, um Systeme zu entwickeln, die Quantencomputer vor Angriffen schützen können. Auch Dienste wie Google Cloud, Android und Chrome sollen dabei geschützt werden.

Bevor Quantencomputer in diesem Umfang anwendbar sind, müsse allerdings die Skalierbarkeit erreicht werden – und wann das der Fall ist, bleibt vorerst ungewiss. Pichai zeigt sich allerdings optimistisch. Laut Google handelt es sich bei den Neuigkeiten um das erste Mal, dass dieser experimentelle Schritt hin zur Skalierung eines logischen Qubits erreicht wurde.

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Cyberhsell-CEO Mario Curvelo Carvalho | (c) Cybershell Technologies

Es ist das Zukunftsszenario schlechthin: Menschenleere Produktionshallen, gefüllt mit humanoiden Robotern, die unermüdlich arbeiten. Cybershell arbeitet daran, dass diese Vision einmal Realität wird. Das Deeptech-Startup entwickelt eine Außenschicht für humanoide Industrieroboter, die sie im Arbeitsalltag vor externen Einflüssen wie extremer Hitze, Stößen oder Chemikalien schützen soll. „Aktuell schauen die Roboter nicht so aus, als könnten sie z. B. neben einem Hochofen arbeiten“, sagt Gründer Mario Curvelo Carvalho. Cybershell soll das nun ändern. Die Idee wurde zuletzt beim Riz-up-Preis des Landes Niederösterreich in der Kategorie „Innovativ genial“ mit dem ersten Platz ausgezeichnet (brutkasten berichtete).

Cybershell ist ein „First of a kind“

Laut Curvelo Carvalho gibt es ein Produkt wie Cybershell noch nicht auf dem Markt. „Cybershell ist ein First of a Kind. Es gibt Hersteller, die Abdeckungen und so für Roboter machen. Aber es gibt unseres Wissens nach noch keinen Hersteller, der das im humanoiden Bereich macht“, sagt der Niederösterreicher. Dementsprechend schwierig seien manche Schritte für Cybershell, da es noch keine Referenzbeispiele gebe. „Ich komme mir manchmal vor wie wenn ich vor einem Dschungel mit einer Planierraupe stehe und mir dort erst meinen Weg ebnen muss“, sagt Curvelo Carvalho.

Erstmalige Versicherung einer Flotte

Laut dem Gründer ergibt sich durch seine Technik ein entscheidender Vorteil: Durch Schadensreduktion, Austauschbarkeit und standardisierte Betriebs- und Wartungsdaten gebe es eine bessere Grundlage für die Versicherbarkeit von humanoiden Robotern. „Die Versicherung hat das erste Mal die Möglichkeit, auf Daten zurückzugreifen und damit zu arbeiten. Damit können Versicherer Risiken, Schadenwahrscheinlichkeiten und mögliche Prämiengrundlagen besser bewerten“, erklärt der Founder und ergänzt: „Die Versicherungen sagen aktuell ‚Wir haben keine Werte, wir können hier nicht berechnen, wie hoch die Ausfallsrate ist und wie viel Schaden da wirklich auf uns zukommt.“ Doch bevor eine Flotte versichert werden kann, braucht Cybershell die notwendigen Zertifikate. An diesen werde gerade gearbeitet.

Modularer Aufbau

Das Startup setzt auf einen modularen Aufbau. Die Protektoren für z. B. Schultern, Arme und Beine sind getrennt abnehmbar und greifen nicht in Antrieb, Steuerungssoftware oder Sicherheitslogistik ein. „Es geht darum, die Downtime zu reduzieren. Wenn ein Roboter beschädigt wurde, dann wollen wir nicht, dass der ganze Roboter getauscht wird. Es soll einfach das beschädigte Modul werkzeuglos abgenommen werden und das neue Modul eingesetzt werden und nach 20 Minuten soll die Downtime vorbei sein“, erklärt Curvelo Carvalho. Die Außenschicht besteht aus fünf Layern, wobei jeder eine eigene Funktion hat und unterschiedlich anpassbar ist, je nachdem, wo der Roboter zum Einsatz kommt.

Das Patent als nächster Milestone

Das Unternehmen befindet sich aktuell noch vor der Gründungsphase und ist gebootstrappt. Gründen und die Suche nach Investoren machen laut Curvelo Carvalho erst dann Sinn, wenn die Firma das entsprechende Patent habe. Dafür müsse zuvor noch die Firma gegründet werden. Es läuft somit alles auf das Patent hinaus, noch im Herbst soll der Antrag gestellt werden. Förderungen hat Cybershell noch keine erhalten, jedoch hat das Startup bereits einen FFG-Patenscheck, also einen ersten Schritt in Richtung FFG-Förderung.

Eine Auswanderung in die USA stellt für Curvelo Carvalho aktuell keine Option dar. In Europa dauert zwar der Aufbau eines Unternehmens länger als in den USA, doch Cybershell habe hierzulande alles, was es für den Aufbau benötige. „Wir können hier vom Ökosystem, von den Inkubatoren und von den Förderungen profitieren. Cybershell muss ein niederösterreichisches Unternehmen werden. Das steht ganz groß auf unserer Flagge drauf“, sagt Curvelo Carvalho.

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