Der nächste Meilenstein für Quantencomputer?
Im Oktober 2025 verkündete das Forschungsteam von Google Quantum AI einen weiteren historischen Schritt auf dem Weg zum nutzbaren Quantencomputer: Erstmals sei es gelungen, einen sogenannten „prüfbaren Quantenalgorithmus“ auf dem firmeneigenen Prozessor Willow auszuführen – und zwar in einer Geschwindigkeit, die laut Google mehr als 13.000-mal höher ist als auf klassischen Supercomputern. Was steckt wirklich hinter diesem Durchbruch und was bedeutet das für Wissenschaft, Wirtschaft und den Alltag?
Das Gerät: Willow – Quantencomputer der neuesten Generation
Willow wurde Ende 2024 vorgestellt und basiert auf einem Raster aus 105 supraleitenden Antennen („Josephson-Kontakte“), die als Qubits (Quanten-Bits) fungieren. Dank hoher Kühlleistung und innovativer Abschirmung gegen Störrauschen konnte Google die Zahl der Qubits gegenüber seinem Vorgängermodell Sycamore nahezu verdoppeln und die Systemkohärenz signifikant steigern.
Das gesamte System arbeitet nahe am absoluten Nullpunkt. Die Antennen interagieren in Echtzeit – das Wechselspiel zwischen Qubits lässt sich zielgenau steuern. Diese Struktur war zentral für das jüngste Experiment und die neue Anwendungsstufe.
Der Durchbruch: Was ist ein „prüfbarer Quantenalgorithmus“?
Frühere Ankündigungen zum „Quantenüberlegenheit“ („Quantum Supremacy“) stießen außerhalb der Forschung auf Skepsis, weil sie auf Algorithmen basierten, deren Resultate nicht unabhängig verifiziert werden konnten. Der Google-Durchbruch von 2025 basiert nun erstmalig auf einem Muster, das sich theoretisch und praktisch auch durch Dritte nachvollziehen und bestätigen lässt: dem so genannten „quantum echo“ bzw. Korrelationen vom Typ „out-of-time-order correlations (OTOC)“.
Das Team simulierte quantenphysikalischen Chaos – ein Phänomen, das sich durch winzige Veränderungen der Startbedingungen rapide und komplex ausbreitet. Google nutzte ein Experiment, bei dem 65 der 105 Qubits in einen chaotischen Zustandsraum versetzt und dann statistisch analysiert wurden. Die Korrelationen zu Anfang und Ende des Prozesses können objektiv überprüft werden.
Der technische Hintergrund: Quantenbilliard und Korrelationen
Zur Veranschaulichung dient das Beispiel des Billiards: Zerschlägt man ein Dreieck von Kugeln und spult den Film exakt rückwärts ab, sollten sich alle Kugeln – trotz scheinbarem Chaos – wieder exakt zusammentreffen. Gelingt dies auf einem Quantencomputer durch gezieltes Management der Qubit-Verschränkung, spricht die Wissenschaft von der Erhaltung bestimmter, messbarer Korrelationen, trotz „Quantenrauschen“.
Das entscheidende Merkmal: Für klassische Computer ist die präzise Modellierung dieser Systeme selbst mit Superrechnern praktisch unmöglich (exponentieller Speicherbedarf). Hier zeigen Quantencomputer ihr fundamentales Potenzial – quantenmechanische Phänomene werden nativ in der Hardware abgebildet.
Der Unterschied zu vorherigen Google-Ergebnissen
2019 hatte Google erstmals „Quantenüberlegenheit“ verkündet, damals aber mit Algorithmen, deren Ergebnis nicht objektiv prüfbar war. Jetzt ließ sich erstmals vorhersagen, wie das Endresultat des Algorithmus ungefähr aussehen sollte (Korrelationen bestimmter Qubit-Zustände). Das Experiment kann von anderen Laboren theoretisch repliziert werden, solange die Hardware den nötigen Qubit-Standard hält.
Praktische Relevanz: Mehr als nur ein Forschungsstunt?
Obwohl das aktuelle Experiment primär ein fundamentaler Physiktest war, nutzten Google und externe Chemiker das System bereits zur Strukturkartierung von Molekülen (u.a. Toluol) – eine Aufgabe, die in konventioneller Simulation extrem aufwändig wäre. Zwar handelt es sich vorerst nur um einen Machbarkeitsnachweis, doch das Verfahren könnte in Zukunft für komplexe Chemie, Materialwissenschaft und sogar Proteinforschung revolutionäre Anwendungen bieten.
Fazit und Ausblick: Quantencomputer als Forschungswerkzeug
Der Durchbruch bestätigt: Quantencomputer können heute Aufgaben lösen, die klassische Rechner an ihre Grenzen bringen – zumindest im Bereich fundamentaler Physik und Simulation quantenmechanischer Prozesse. Der alltagstaugliche Quantenvorteil – etwa für Kryptographie oder Wettermodelle – bleibt noch aus. Doch neue Ansätze, etwa zur kontrollierten Modellierung großer Molekülstrukturen, werden langsam denkbar.
Auch der Begriff „Quantencomputer“ bekommt damit eine neue Bedeutung: Eher als Simulator denn als klassisches „Rechenwerkzeug“ werden diese Geräte als flexible Forschungsplattformen für anspruchsvollste wissenschaftliche Fragestellungen eingesetzt.
