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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Der autonome Bus der Marke Otokar | © ÖBB / Daniel Willinger
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In einigen US-amerikanischen und chinesischen Städten gehören Robotaxis bekanntlich längst zum Stadtbild. In Österreich verläuft die Verbreitung des autonomen Fahrens, wie so viele andere Dinge, langsamer. Bereits seit 2017 etwa arbeitet die Initiative SURAAA im Kärntner Pörtschach mit autonomen Kleinbussen (brutkasten berichtete). 2019 starteten die Wiener Linien einen mehrjährigen Testbetrieb autonomer Kleinbusse in der Seestadt Aspern (brutkasten berichtete), beendeten das Projekt aber nach der Testphase. Zu einem größeren Rollout kam es bislang nicht.

100 autonome Busse in zwei Jahren

Doch das soll sich jetzt ändern. Bei einem Termin am Westbahnhof, über den mehrere Medien berichteten, legten unter anderem Infrastrukturminister Peter Hanke, ÖBB-Chef Andreas Matthä und Kerem Erman vom türkischen Mobilitäts-Unternehmen Otokar einen Rollout-Plan dar, der erstmals über Testphasen bzw. stark eingegrenzte Projekte hinausgeht.

Demnach sollen bereits in zwei Jahren bis zu 100 autonom fahrende Busse von Otokar für ÖBB Postbus etwa im Vorarlberger Rheintal oder im oberösterreichischen Zentralraum unterwegs sein. In der spanischen Hauptstadt Madrid befinden sich die „e-Centro“-Busse des türkischen Anbieters, die Platz für bis zu 32 Fahrgäste bieten, bereits im regulären Einsatz.

Gesetze müssen erst angepasst werden

Begleitend soll die heimische Gesetzeslage ab September schrittweise angepasst werden, damit in zwei Jahren dann auch Fahrten ohne die aktuell noch obligatorischen Sicherheitsfahrer:innen (Anm. d. Red.: die das Konzept ad absurdum führen) rechtlich möglich sind. Dabei räumt Minister Hanke, wie die „Kronen Zeitung“ berichtet, ein: „Es wird dauern, bis die Bevölkerung diesen Fahrzeugen vertraut. Aber wir wollen zum Regelbetrieb, und nicht nur mit einem Bus, sondern mit einer Flotte.“

Vom ersten Test in Alpbach in den Rollout

Doch nun wird – wie sollte es anders sein – zuerst einmal getestet. Und der erste Test erfolgt in ländlicher, aber durchaus prominenter Umgebung: beim Europäischen Forum Alpbach. Dort wird der Testbetrieb in kleinem Ausmaß auf einer definierten Strecke stattfinden. Unter Bedingungen, die den später geplanten Einsatzbedingungen deutlich näher kommen, findet dann der nächste Testlauf statt. Nach dem Forum Alpbach zieht der Bus weiter in den Industriepark „Campus Wolfurt“ im Bezirk Bregenz in Vorarlberg. Dort wird er dann Campus und S-Bahn verbinden.

Die langfristige Vision ist auch bereits skizziert. Verläuft der oben beschriebene Rollout in den kommenden zwei Jahren nach Plan, soll eine flächendeckende Ausbreitung folgen. Letztlich will man Öffi-unterversorgte ländliche Regionen, wo, wie Hanke es ausdrückt, „keine U-Bahn mehr hinkommt, wo der Bus nicht mehr so groß sein muss“ in ganz Österreich abdecken.

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