Ist der rasante Fortschritt im Bereich des Quantencomputings weniger verlässlich als bislang angenommen? Eine wissenschaftliche Analyse unter der Leitung von Wolfgang Mauerer von der Technischen Hochschule Regensburg sorgt derzeit in der Fachwelt für Aufsehen. Das Forschungsteam stellte fest, dass sich der Großteil der veröffentlichten Studien zu Quantenrechnern nicht unabhängig reproduzieren lässt. Dies stellt die Belastbarkeit gemeldeter Durchbrüche – etwa bei der Simulation von Molekülen oder der Optimierung komplexer Logistikketten – infrage. In der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft löst die Enthüllung jedoch gemischte Reaktionen aus.
- Eine Untersuchung der TH Regensburg zeigt, dass die Mehrheit der Arbeiten zum Quantencomputing nicht reproduzierbar ist.
- In einer Detailstichprobe lieferten nur 24,4 Prozent der Veröffentlichungen Quellcode, von dem fast zwei Drittel bei der Ausführung scheiterten.
- Fachleute diskutieren, ob in der aktuellen Entwicklungsphase Innovation vor akademischen Standards rangieren muss.
Experten uneinig über die Bedeutung der Ergebnisse
Im Zentrum der Debatte steht die Frage, welche Maßstäbe an eine noch junge Technologie angelegt werden sollten. Studienleiter Wolfgang Mauerer zeigt sich angesichts der Resultate ernüchtert. „Wir haben bereits vor vier oder fünf Jahren eine kleinere Studie durchgeführt und festgestellt, dass die Situation schlecht ist, aber sie hat sich im Laufe der Zeit nicht wirklich verbessert“, berichtet der Regensburger Professor. „Wir dachten, dass die Zahlen inzwischen besser wären.“ Aus seiner Sicht droht dem Fachbereich ein Reputationsschaden, wenn wissenschaftliche Veröffentlichungen nicht überprüfbar bleiben.
Eine fehlende Reproduzierbarkeit gefährdet das Fundament wissenschaftlicher Erkenntnis, da sich tatsächliche technische Durchbrüche so kaum von zufälligen Messfehlern unterscheiden lassen.
Gelassener beurteilt hingegen Fred Chong von der University of Chicago die Lage. Er fordert Geduld für das aufstrebende Forschungsfeld: „Quantencomputing und Software-Systeme stecken noch in den Kinderschuhen und verändern sich rasch. Reproduzierbarkeit wird erst mit zunehmender Reife des Fachgebiets zu einer Priorität.“ Auch in der klassischen Informatik habe es Jahrzehnte gedauert, bis verbindliche Standards durchgesetzt wurden. „Innovation ist derzeit möglicherweise wichtiger als eine reproduzierbare Infrastruktur“, so Chong.
Großteil der untersuchten Arbeiten scheitert im Praxistest
Um die Verlässlichkeit der Publikationen zu erfassen, überprüften die Regensburger Forscher die Arbeiten anhand von fünf Kriterien, darunter das Vorhandensein von Quellcode, Ausführungsanleitungen und detaillierten Angaben zur genutzten Hardware. Die Auswertung erfolgte zweistufig:
- Zunächst analysierte das Team manuell 127 ausgewählte Arbeiten aus den vergangenen fünf Jahren. Nur 24,4 Prozent stellten überhaupt Programmcode bereit. Von diesen Codes schlug bei 64,5 Prozent der Ausführungsversuch fehl.
- In einem zweiten Schritt bewertete ein automatisierter Algorithmus 4.966 Arbeiten. Hier zeigten lediglich 26,8 Prozent genügend Informationen, um einen Replikationsversuch überhaupt zu ermöglichen.
Für die Weiterentwicklung der Technologie bedeutet das einen klaren Dämpfer: Damit Quantenalgorithmen im Alltag von Unternehmen oder Forschungseinrichtungen routinemäßig eingesetzt werden können, müssen sie auf unterschiedlichen Systemen verlässlich funktionieren.
Schwankende Hardware erschwert die Überprüfbarkeit
Dass viele Programme nicht fehlerfrei laufen, führen die Autoren jedoch nicht allein auf Versäumnisse der Forschenden zurück. Mauerer verweist auf die physikalischen Eigenheiten der heutigen Quantensysteme: „Quantenmaschinen an sich sind ungewöhnlich variabel.“ Anders als bei klassischen Computern verändern sich die Eigenschaften aktueller Quantenhardware – die häufig über Cloud-Zugänge genutzt wird – mitunter von Tag zu Tag.
Einen lösungsorientierten Blick nimmt William Zeng von der gemeinnützigen Organisation Unitary Foundation ein. „Software ist, besonders in einem sich schnell entwickelnden Feld wie dem Quantencomputing, ein lebendiges Gebilde und benötigt Gemeinschaften, die sie pflegen“, betont Zeng. Er rechnet damit, dass künftig KI-gestützte Programmierassistenten („Agentic Coding“) und gezielte Community-Initiativen dabei helfen werden, Quellcodes direkt aus den Papern zu generieren und zu überprüfen.
Anbereitschaft zur Veränderung mangelt es in der Fachwelt offenbar nicht. Die Resonanz auf die Untersuchung sei durchweg positiv, berichtet Co-Autor Ralf Ramsauer von der TH Regensburg. Das Forschungsteam stellt mit seiner Studie zugleich ein Schema bereit, an dem sich Wissenschaftler künftig orientieren können, um ihre Ergebnisse von Beginn an nachvollziehbar zu gestalten.
Sollte die Quantencomputing-Forschung strenge Standards zur Reproduzierbarkeit sofort erzwingen, oder bremst das das Innovationstempo zu stark ab? Diskutieren Sie mit uns in den Kommentaren!
