Draußen wärmt milde Septembersonne eine idyllische Küste, während sich Kalifornien an einem weiteren perfekten Tag sonnt.
Im Inneren herrscht an manchen Stellen minus 460 Fahrenheit (-273 Grad Celsius), Kältenester, die vor der unmöglichen Physik der Quantenmechanik strotzen – einer Wissenschaft, in der Dinge gleichzeitig existieren, nicht existieren und auch etwas dazwischen sein können.
Dies ist das Quanten-KI-Labor von Google, in dem Dutzende von superschlauen Menschen in einem mit Kletterwänden und Elektrofahrrädern ausgestatteten Büro arbeiten, um die nächste Generation von Computern zu formen – eine Generation, die anders sein wird als alles, was die Benutzer derzeit in ihren Taschen oder Büros haben.
„Es ist eine neue Art von Computer, der Quantenmechanik für Berechnungen verwendet und es uns ermöglicht … Probleme zu lösen, die sonst unmöglich wären“, erklärt Erik Lucero, leitender Ingenieur auf dem Campus in der Nähe von Santa Barbara.
„Es wird nicht Ihr Handy oder Ihren Desktop ersetzen; es wird parallel zu diesen Dingen funktionieren.“
Die Quantenmechanik ist ein Forschungsgebiet, von dem Wissenschaftler sagen, dass es eines Tages dazu beitragen könnte, die globale Erwärmung zu begrenzen, städtische Verkehrssysteme zu entwerfen oder leistungsstarke neue Medikamente zu entwickeln.
Die Versprechungen sind so groß, dass Regierungen, Technologiegiganten und Start-ups auf der ganzen Welt Milliarden von Dollar darin investieren und einige der größten Köpfe beschäftigen.
Altmodisches Rechnen basiert auf der Idee der binären Gewissheit: Zehntausende „Bits“ von Daten, die jeweils definitiv entweder „ein“ oder „aus“ sind, dargestellt durch entweder eine Eins oder eine Null.
Quantum Computing nutzt Ungewissheit: Seine „Qubits“ können sowohl in einem Zustand der Einheit als auch der Null in einer sogenannten Superposition existieren.
Die berühmteste Illustration einer Quantenüberlagerung ist Schrödingers Katze – ein hypothetisches Tier, das in einer Kiste mit einer Giftflasche eingeschlossen ist, die zerbrechen kann oder nicht.
Während die Kiste geschlossen ist, ist die Katze gleichzeitig lebendig und tot. Aber sobald Sie in den Quantenzustand eingreifen und die Kiste öffnen, ist die Frage nach Leben oder Tod der Katze gelöst.
Quantencomputer nutzen diese Ungewissheit, um viele scheinbar widersprüchliche Berechnungen gleichzeitig durchzuführen – ein bisschen so, als könnten Sie in einem Labyrinth jeden möglichen Weg auf einmal gehen, anstatt jeden nacheinander auszuprobieren, bis Sie den richtigen Weg gefunden haben.
Die Schwierigkeit für Entwickler von Quantencomputern besteht darin, diese Qubits dazu zu bringen, ihre Überlagerung lange genug beizubehalten, um eine Berechnung durchzuführen.
Sobald sie etwas stört – Lärm, Dreck, die falsche Temperatur – bricht die Überlagerung zusammen und Sie erhalten eine zufällige und wahrscheinlich unsinnige Antwort.
Der Quantencomputer, den Google Journalisten vorführte, ähnelt einer Steampunk-Hochzeitstorte, die verkehrt herum an einer Stützstruktur aufgehängt ist.
Jede Schicht aus Metall und gebogenen Drähten wird zunehmend kälter, bis hin zur letzten Stufe, in der der handtellergroße Prozessor auf nur 10 Millikelvin oder etwa -460 Fahrenheit (-273 Grad Celsius) gekühlt wird.
Diese Temperatur – nur einen Hauch über dem absoluten Nullpunkt, der tiefstmöglichen Temperatur im Universum – ist entscheidend für die Supraleitung, auf die sich Googles Design stützt.
Während der Schichtkuchen-Computer nicht riesig ist – etwa eine halbe Person hoch –, wird eine anständige Menge an Laborfläche von der Ausrüstung zu seiner Kühlung eingenommen – Rohre zischen über dem Kopf mit Heliumverdünnungen, die komprimiert und expandiert werden, wobei derselbe Prozess verwendet wird, der Ihren Kühlschrank hält kalt.
Aber … was macht das alles eigentlich?
Nun, sagt Daniel Lidar, Experte für Quantensysteme an der University of Southern California, es ist ein Gebiet, das viel verspricht, wenn es ausgereift ist, aber noch in den Kinderschuhen steckt.
„Wir haben gelernt, wie man krabbelt, aber wir haben sicherlich noch nicht gelernt, wie man geht, springt oder rennt“, sagte er gegenüber AFP.
Der Schlüssel zu seinem Wachstum wird die Lösung des Problems der Überlagerungskollaps – das Öffnen der Katzenkiste – sein, um aussagekräftige Berechnungen zu ermöglichen.
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Wenn Sie alle Probleme der Welt lösen, hat das Leben keinen Sinn. Jemand muss dies verlangsamen und die menschliche Moral einholen lassen.
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Quantencomputing ist ein Betrug. Es wäre nur dann wirklich attraktiv, wenn es die grundlegenden Barrieren der Rechenkomplexität durchbrechen könnte. Einige Leute glauben, dass kein Computergerät die uns bekannten Barrieren überwinden kann, wir können nur hoffen, die „Spezifikationen“ zu verbessern. Diese Leute setzen nicht einfach darauf, dass Quantentechnologie dabei helfen könnte, nur schneller zu rechnen, aber immer noch an die Komplexitätsgesetze gebunden, die wir kennen. Dies ist etwas davon, und es ist relevant. Aber sie gehen darüber hinaus, sie möchten, dass Sie glauben, dass sie eine wirklich bahnbrechende und realitätserschütternde Innovation bieten werden, die in der Lage ist, die Verschlüsselung zu brechen,... Lesen Sie mehr »
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