Quantencomputer, Google und die NASA – in einem kurzen Film

Google ist ja längst mehr als nur die Suchmaschine, als die des Unternehmen vor gefühlten Ewigkeiten gestartet ist. Und es ist auch weit mehr als nur Internet – die Geschäftsbereiche, die der Konzern abdeckt, sind mittlerweile vielfältig und erstrecken sich quer durch alle Branchen.

Als verbindendes Element scheint dabei vor allem immer wieder eine Frage aufzutauchen: Wie können neue Technologien das Leben verändern? Und genau dies war auch die Geburtsstunde des „Quantum Artificial Intelligence Labs“, das Google im Mai zusammen mit der NASA eröffnet hat. Die Publicity war groß, die herausgegebenen Details waren eher spärlich. Und während die Experimente begannen, konnte die Öffentlichkeit nur spekulieren, was Google und die NASA eigentlich mit ihrem neuen Rechner so alles erforschen. In einem Kurzfilm für das Imagine Science Filmfestival ermöglichen die Partner jetzt erstmals einen Blick auf das Projekt – und den Computer in dessen Zentrum, einen D-Wave Two.

Und was fragt man so einen Rechner?

Der sechseinhalb Minuten lange Film stellt eine Reihe der Forscher vor, die an dem Projekt arbeiten: ihre Erklärungen zum Thema Quantenphysik, ihre Vorstellungen und Ideen, was ein Quantencomputer alles kann oder beantworten soll. Und auch der Computer selbst kommt nicht zu kurz: Der Kern des ganzen Systems, der Prozessor, ist dabei recht unscheinbar und sieht auch nicht viel anders aus als die meisten anderen Prozessoren – abgesehen von den bunten Streifen vielleicht. Dass die Kiste darum so groß ist, liegt einfach an den technischen Bedingungen: Der Rechner muss bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt betrieben werden und braucht darum ein riesiges Gefrierfach.

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Aber wozu lässt sich ein solcher Rechner eigentlich einsetzen? Zumindest die Frage nach dem Sinn des Lebens kann man ihm ja nicht einfach stellen (abgesehen davon, dass die Antwort ja schon bekannt ist). Dennoch sind die Wünsche groß – und die Einsatzbereiche klar: Optimierung, zum Beispiel von komplexen Suchanfragen mit vielen Variablen; neue Forschungen für die Medizin; ein präziseres Bild des uns bekannten Universums.

Tatsächlich wurde der Quantencomputer schon für die Google-Forschung eingesetzt, schreibt „The Verge“, und zwar für Google Glass, um die unterschiedlichen Arten des Blinzelns zu erkennen. In Zusammenarbeit mit den konventionellen Rechenzentren arbeitet Google an einer verbesserten Blinzelerkennung, die zuverlässiger und wesentlich energiesparender ist. Genaueres erfährt man in dem Film zwar auch nicht, aber er ist auf alle Fälle gut gemacht und ein unterhaltsamer Blick in die nächste Generation von Computern.

Ist der Quantencomputer wirklich ein Quantencomputer?

Gebaut wurde der von Google eingesetzte Quantencomputer von der kanadischen Firma D-Wave. Bisher konnte allerdings nicht hundertprozentig nachgewiesen werden, dass deren Produkte wirklich Quantencomputer sind – Tests der „University of Southern California“ im Juni deuteten darauf hin, konnten aber auch nicht sicher bestätigen, dass hier die neue Technik wirklich funktioniert.

Die Skepsis ist weiterhin groß, ob D-Wave tatsächlich Quantencomputer baut oder einfach nur sehr schnelle herkömmliche Rechner ohne die revolutionäre Technik. Denn Quantencomputer könnten jeden Algorithmus bearbeiten, den man ihnen vorgibt – die D-Wave-Rechner arbeiten bisher wohl nur mit für sie optimierten Algorithmen. Laut Google seien allerdings bereits riesige Fortschritte gemacht worden. Es gibt demnach Belege, dass der D-Wave-Rechner tatsächlich mit Quantenverschränkung (entanglement) arbeitet – eine der bisher fehlenden Bedingungen für einen echten Quantencomputer.

Seit langem bearbeiten D-Wave-Rechner mathematische Probleme, die ausschließlich (wie der Shor-Algorithmus) oder viel schneller mit Quantencomputern zu lösen sind. Anfang Oktober hat ein D-Wave-Rechner sogenannte Ramsey-Zahlen berechnet, in einer bisher noch nie kalkulierten Größe. Aber auch das ist kein Beweis für wirkliche Quantentechnik, denn früher wurden ebenfalls bereits Ramsey-Zahlen berechnet, allerdings in wesentlich kleineren Zahlbereichen. Wie weit die Technologie also wirklich ist, muss bisher offen bleiben.

Bild: Screenshot