Wissenschaftler des Instituts für Mathematik und Informatik der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften haben einen neuen Weltrekord für einen von ihnen entwickelten Algorithmus aufgestellt, der zu einem ernsthaften technologischen Durchbruch beim Einsatz von Quantencomputern führen könnte. Projektleiter ist Dr. Wenelin Todorow, dessen Arbeit als mathematische Modellierung oder angewandte Mathematik bezeichnet werden könnte.

Mit Hilfe des Algorithmus ist es Wissenschaftlern der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften gelungen, das vom Physiker Richard Feynman aufgeworfene Problem zu lösen und damit einen weiteren Schritt in Richtung Computer der Zukunft zu gehen.

„Durch unseren Ansatz können wir untersuchen, unter welchen Bedingungen ein Quantencomputer bei Raumtemperatur arbeiten kann, denn momentan ist er nicht existenzfähig und zerfällt sofort“, erklärt Dr. Todorow. – „Mögliche Rechenstrukturen, die für Nanostrukturen in Quantencomputern in Frage kommen, können ebenfalls untersucht werden. Wir hoffen, in diesem Bereich einen kleinen Beitrag leisten zu können. Unsere Kollegen von der Bulgarischen Akademie der Wissenschaften arbeiten weiter; momentan sich auch Wissenschaftler aus den USA beteiligt. Wir sind uns bewusst, dass eines der Ziele des Programms „Digitales Europa“ darin besteht, bis 2030 einen ersten funktionsfähigen Quantencomputer zu bauen.“

Der Algorithmus ermöglicht es, auf einem Laptop in weniger als einer Sekunde eine hochpräzise Lösung zu finden. Und das ist eine ganz neue Chance für die Entwicklung künstlicher Intelligenz und intelligenter Systeme.

„Unsere Methode hat das Ergebnis drastisch verbessert – um 3 oder 4 Größenordnungen im Vergleich zu bestehenden Algorithmen, was drei Stellen hinter dem Komma bzw. eine tausendmal höhere Genauigkeit bedeutet“, sagt der Wissenschaftler. „Diese Empfindlichkeitsindizes sind bei der Bewertung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse eines Modells sehr wichtig, da sie beispielsweise in der Lage sein werden, die Konzentration von Dutzenden von Schadstoffen in der Luft genauer zu überwachen. Untersuchungen zufolge liegt Sofia in Bezug auf diese Kennziffer weltweit auf dem 500. Platz; die Großstädte überhaupt leiden im Allgemeinen unter einer Luftverschmutzung.“

Die im Rahmen des Projekts erzielten Ergebnisse werden auch zur Bekämpfung des Coronavirus beitragen. „Es wird möglich sein, die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Krankheit zu überwachen“, erklärt Dr. Todorow. Neben dem Gesundheitswesen kann der Algorithmus auch in Bereichen wie nachhaltige Landwirtschaft, saubere Energie, Umwelt und Cybersicherheit eine Anwendung finden.

Der Wissenschaftler weist darauf hin, dass uns die künstliche Intelligenz bereits überall umgibt – sie ist die Grundlage vieler Anwendungen; genannt sei der virtuelle Assistent in Smartphones, auch wird das Online-Shopping beeinflusst, Suchmaschinen sammeln und verarbeiten große Datenmengen.

„Wir können erfolgreich solche Gleichungen lösen, die die Lernprozesse in Neuronennetzen beschreiben“, sagt Dr. Todorow. „Unsere Methode besitzt das Potenzial, Schlüsselsektoren der Industrie umzugestalten, umso mehr, da Europas Wirtschaftswachstum und Wohlstand zunehmend auf dem Einsatz solcher intelligenten Systeme beruhen werden. Das ist also die Zukunft.“

Der junge Wissenschaftler glaubt, dass Gott oft der Motor wissenschaftlicher Entdeckungen ist. Deshalb lässt sich Todorow von der Herangehensweise der Gründer der Quantenphysik Werner Karl Heisenberg, Max Planck und Erwin Schrödinger leiten, die auf natürliche Weise Wissenschaft mit Glauben miteinander verbanden. Abgesehen davon, dass er seit seiner Kindheit von der Mathematik fasziniert ist, hat Dr. Wenelin Todorow noch einen weiteren Grund, herauszufinden, wie weit Gott ihn bei der Überwindung menschlicher Grenzen auf dem Weg des Wissens führen wird; seine in der Zwischenzeit verstorbene Mutter hatte ihm ans Herzt gelegt, sich aufrichtig der Wissenschaft zu verschreiben. Ihr widmete er den John-Atanasoff-Preis, den er letztes Jahr vom Präsidenten erhielt.

• Dr. Wenelin Todorow: „Wissenschaft auf Weltniveau ist auch in Bulgarien möglich“

Übersetzung und Redaktion: Wladimir Wladimirow