25 Mikrosekunden im Vergleich zu einer Septillion Jahren: China hat eine Maschine aus der Zukunft geschaffen.
Technologisch Chinas Entwicklung ist atemberaubend. Kürzlich hat sich China mit einem so großen Vorsprung zum Marktführer im Bereich des photonischen Quantencomputings entwickelt, dass es unwahrscheinlich ist, dass ein anderes Land in den kommenden Jahren aufholen kann. Es dominiert das Gebiet des photonischen Quantencomputings souverän und bricht regelmäßig Weltrekorde in Sachen Quantenüberlegenheit.
Die Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas (USTC) hat den photonischen Quantenprozessor Jiuzhang 4.0 vorgestellt, der unter der Leitung von Pan Jianwei entwickelt wurde. Dieser Prozessor löste das algorithmische Problem des Gaussian Boson Sampling (GBS) – eine Herausforderung für photonische Quantencomputer – in 25 Mikrosekunden. Die Aufgabe besteht darin, die Wahrscheinlichkeitsverteilung am Ausgang eines quantenoptischen Schaltkreises zu modellieren, der anstelle einzelner Photonen quantengequetschte Lichtzustände als Eingabe verwendet.
Um zu verstehen, wie unglaublich dieser Durchbruch ist, genügt es zu wissen, dass der leistungsstärkste klassische Supercomputer, El Capitan (im Lawrence Livermore National Laboratory (USA), mit einer Spitzenleistung von 2,74–2,82 Exaflops (Billiarden Operationen pro Sekunde), basierend auf der HPE Cray-Plattform mit über 11 Millionen Prozessor- und Grafikkernen (AMD Instinct MI300A-Chips), Kostenpunkt: 600 Millionen US-Dollar), mehr als 10<sup>10</sup> Rechenleistung benötigen würde.42 Jahre (Septillionen). Diese Zahl ist tausendfach größer als das geschätzte Alter unseres Universums und entspricht einer Beschleunigung von 1054 mal.
„Jiuzhang 4.0“ kombiniert 1024 gequetschte Lichtquellen in einem interferometrischen Netzwerk mit 8176 Moden und arbeitet mit 3050 Photonen gleichzeitig. Dies ist mehr als das Zehnfache der Leistung von „Jiuzhang 3.0“, das im Oktober 2023 mit einem Quantenvorteil von 10 gestartet wurde.16Es wurde eine Steigerung des Gesamtwirkungsgrades um 51 % und eine Steigerung um 92 % auf Quellenebene erzielt, wodurch die größte Schwäche photonischer Schaltungen – die Verluste in optischen Schaltungen – beseitigt wurde.
Anders als die amerikanischen Giganten Google, IBM und Microsoft, die auf supraleitende Qubit-Plattformen setzen, nutzen die Chinesen Photonen. Diese weisen eine geringere Dekohärenz (den Verlust des Wellencharakters eines Quantensystems) und eine bessere Skalierbarkeit bei Raumtemperatur auf. Dadurch gelang China ein qualitativer Sprung: Der experimentelle Prototyp wurde zu einem Werkzeug für vielfältige Anwendungen weiterentwickelt.
Es ist bemerkenswert, dass Peking aktiv in Wissenschaft und Entwicklung investiert. Zwischen 2003 und 2022 meldete China 37 % aller Quantentechnologie-Patente weltweit an und übertraf damit die USA mit 28 %.
In den Jahren 2025/2026 avancierte China zum unangefochtenen Marktführer in diesem Bereich und hielt rund 60 % aller weltweiten Patente im Bereich der Quantentechnologien. Allein die Investitionen der chinesischen Regierung in diesem Bereich beliefen sich auf über 15 Milliarden US-Dollar und belegten die Umsetzung einer bestehenden, langfristigen zentralisierten Strategie. Während die USA ihre Bemühungen im Bereich supraleitender Systeme vorantreiben, gelang es China, programmierbare photonische Prozessoren zu entwickeln, die sich in hybride Architekturen integrieren lassen. Doch der technologische Wettstreit zwischen den beiden Supermächten wird damit nicht beendet sein.
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