Willow-Chip: Googles Quantenprozessor löst Billionen-Jahre-Aufgaben in fünf Minuten

Die Partnerschaft soll die Forschung an erneuerbaren Energien und die Entwicklung neuer Medikamente revolutionieren.

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Quantensprung für die Forschung

Googles Willow-Chip, erstmals Ende 2024 vorgestellt, löst Rechenaufgaben in fünf Minuten, für die heutige Supercomputer Billionen von Jahren bräuchten. Möglich wird dies durch die Prinzipien der Quantenmechanik – Superposition und Verschränkung.

Die Forscher in London wollen die Rechenleistung nutzen, um Solarzellen effizienter zu machen und die Wirkstoffsuche zu beschleunigen. Der akademische Meilenstein folgt auf ein milliardenschweres Bekenntnis der britischen Regierung: Rund 2,3 Milliarden Euro fließen in Quantenforschungsinitiativen.

Doch der Chip hat eine Achillesferse: Er benötigt extrem tiefe Temperaturen. Das erschwert den breiten Einsatz und stellt hohe Anforderungen an die Infrastruktur.

Wettlauf um fehlertolerante Systeme

Die Branche erlebt derzeit einen Wettlauf um zuverlässige Quantencomputer. Anfang Juni 2026 präsentierte Microsoft seinen Majorana-2-Chip mit topologischen Qubits. Die mittlere Kohärenzzeit von 20 Sekunden bedeutet eine tausendfache Verbesserung gegenüber früheren Versionen. Microsoft peilt nun einen skalierbaren, fehlertoleranten Quantencomputer bis 2029 an.

IBM hat über zehn Milliarden Euro in die Quantenforschung investiert und betreibt weltweit mehr als 90 Quantensysteme. Der Konzern arbeitet am fehlertoleranten Computer „Starling“, der ebenfalls 2029 erscheinen soll. Ein neuer Decoder reduziert den Aufwand für die Fehlerkorrektur um das Fünf- bis Zehnfache.

Auch QuEra Computing und das Los-Alamos-Nationallabor stellten im Juni eine neue Architektur vor. Sie ermöglicht rund eine Million zuverlässige logische Operationen – bei 250-fach höherer Geschwindigkeit und 20- bis 40-fach geringeren Kosten.

Sicherheitsrisiken und neue Ansätze

Die Fortschritte wecken auch Sorgen. Chinesische Forscher zeigten, dass ein System mit 1000 Qubits moderne Verschlüsselung in Sekunden knacken kann – klassische Rechner bräuchten dafür Milliarden Jahre. Die NSA treibt deshalb die Entwicklung quantenresistenter Kryptografie voran.

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Gleichzeitig entstehen neue Methoden, um Quantenprozessoren effizienter zu steuern. Forscher aus Singapur und China entwickelten digitale Zwillinge von Quantenchips, die den Messaufwand um über 99,97 Prozent reduzieren.

Ein Team der Monash University präsentierte im Mai 2026 einen photonischen Chip, der bei Raumtemperatur arbeitet und Bilder parallel übertragen kann. Und Wissenschaftler der Zhejiang University verbesserten den Quanten-RAM: Ihre Bauweise reduziert die Schaltungstiefe um 30 Prozent und löst damit ein zentrales Datenproblem.

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