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Chinas Quantensprung in der Informatik

26-06-2017

 

Er ist der einzige Amerikaner chinesischer Abstammung, der den A. M. Turing Award, die höchste Auszeichnung in der Informatik, vergleichbar dem Nobelpreis, gewonnen hat. Er war in den USA Mitglied der National Academy of Science und Fellow der American Academy of Arts and Science. Darüber hinaus wurde er als ausländisches Mitglied in die Chinesische Akademie der Wissenschaften gewählt.

Wir berichten über einen Mann, der im Jahr 2004 von seinem Lehrstuhl an der Princeton University zurücktrat und sich der Tsinghua-Universität anschloss. Im Jahr 2005 gründete er eine experimentelle Klasse für Informatik an dieser renommierten chinesischen Universität. Und im Jahr 2011 gründete er Chinas erstes Institut für interdisziplinäre Informationswissenschaften und das Quantencomputer-Labor. 2014 gab er seine US-Staatsbürgerschaft auf. Und seit Februar 2017 ist er Vollmitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

Wer ist dieser außergewöhnliche Mann? Andrew Chi-Chih Yao, Direktor des Instituts für interdisziplinäre Informationswissenschaften an der Tsinghua-Universität, ist einer der hervorragenden chinesischen Wissenschaftler, die sich der wissenschaftlichen Forschung und der Ausbildung junger hochqualifizierter Fachkräfte widmen.

 

Andrew Chi-Chih Yao, Direktor des Instituts für interdisziplinäre Informationswissenschaften an der Tsinghua-Universität, ist einer der hervorragenden chinesischen Wissenschaftler, die sich der wissenschaftlichen Forschung und der Ausbildung junger hochqualifizierter Fachkräfte widmen.

 

Große Karriere

Yao wurde am 24. Dezember 1946 in Shanghai geboren. Im Kindesalter siedelte er mit seinen Eltern nach Taiwan um. Nach seinem Hochschulabschluss ging er in die USA für weitere Studien. Im Jahr 1972 erhielt er seinen Doktortitel in Physik an der Harvard University. Danach studierte er Informatik und wurde im Jahr 1975 an der University of Illinois promoviert. Von 1975 bis 1986 lehrte er am Massachusetts Institute of Technology, der Stanford University und der University of California, Berkeley. Von 1986 bis Juni 2004 arbeitete er als Professor an der Princeton University.

Die Forschungsgebiete von Yao umfassen Informatik und Quanteninformation. Seine komplexitätsbasierte Theorie der Pseudozufallszahlengenerierung und der Kommunikationskomplexität hat eine wesentliche Grundlage für die moderne Kryptographie geschaffen. Darüber hinaus hat er noch schöpferische Arbeit in Bezug auf das Quanten-Computing-Modell und die Sicherheit der Quantenkommunikation geleistet. Aufgrund seiner großen Erfolge wurde ihm im Jahr 2000 der A. M. Turing Award verliehen. Aber ungeachtet seiner großen Karriere in den USA verzichtete Yao im Juni 2004 auf seinen Lehrstuhl an der Princeton University und nahm das Angebot der chinesischen Tsinghua-Universität an – für viele eine kaum verständliche Entscheidung. „Eine ganz andere Bedeutung hat es, wenn ich in China junge Wissenschaftler ausbilde und wissenschaftliche und technische Durchbrüche erziele“, begründet Yao seinen Wechsel.

Die „Yao-Klasse“

Als Yao im Jahr 2004 nach China zurückkam, befand sich Chinas Informatiksektor noch deutlich hinter dem der entwickelten Länder wie der USA. „Der erste Schritt zur Veränderung dieser Situation besteht darin, dass wir die Undergraduate-Ausbildung unterstreichen, damit Grundlagen zur Ausbildung erstklassiger Experten für die wissenschaftliche und technische Forschungsarbeit geschaffen werden können“, sagt Dr. Yao.

So wurde im Jahr 2005 eine experimentelle Klasse für Software (später in experimentelle Klasse für Informatik umbenannt) in Zusammenarbeit mit Microsoft Research Asia (MSRA) an der Tsinghua-Universität ins Leben gerufen, die sich aus Studierenden verschiedenster Fachrichtungen im ersten und zweiten Studienjahr zusammensetzt. Als Initiator dieser Klasse, später auch „Yao-Klasse“ genannt, arbeitete Yao persönlich den Lehrplan aus und aktualisierte ihn regelmäßig. „Ziel ist es, ein ehrgeiziges Programm zu initiieren, damit die Studierenden ihre wahren Interessen entdecken und ihre Potenziale entwickeln können“, erklärt Yao. In einem Brief an alle Studierenden an der Tsinghua-Universität im März 2006 schrieb Yao: „Unser Ziel ist es nicht, einfach nur Softwareentwickler und Computerprogrammierer auszubilden, sondern wir wollen die weltbesten Computerexperten hervorbringen.“

Von Anfang an hat Yao diese Klasse international aufgestellt. Neben den Lehrstoffen in englischer Sprache werden den Studierenden Chancen zur wissenschaftlichen Forschung und zum regelmäßigen internationalen Austausch geboten, damit sie eine globale Vision entwickeln. John Hopcroft, ein weiterer Turing-Award-Gewinner, lobte die Yao-Klasse und sagte, dass es in dieser Klasse die weltweit besten Undergraduate-Studenten gebe und die weltweit beste Undergraduate-Ausbildung praktiziert werde. Bis Ende 2016 hatten die Studenten aus dieser Klasse insgesamt 121 wissenschaftliche Beiträge veröffentlicht. 42 von ihnen wurden zu internationalen Symposien eingeladen, um ihre Forschungen vorzustellen. Ein Drittel aller Studenten hat Forschungserfolge vorzuweisen – eine seltene Leistung auch für weltweit erstklassige Universitäten. „Die Yao-Klasse ist jetzt eine international anerkannte Marke der Undergraduate-Ausbildung und ihre Absolventen werden von den besten Forschungsinstituten in anderen Ländern umworben“, sagt Yao. „So hat beispielsweise die Princeton University in diesem Jahr unseren Absolventen neun Vollstipendien angeboten“, fügt Yao hinzu.

Im Jahr 2011 gründete Yao das Institut für interdisziplinäre Informationswissenschaften an der Tsinghua-Universität, das sich auf Informatik und verwandte Bereiche spezialisiert. Kurz danach etablierte er ein Quantencomputer-Labor und ein Labor für Finanztechnologie. „Unser Quantencomputer-Labor steht wirklich an weltweit führender Stelle in diesem vielversprechenden Sektor. Unsere Quanten-Speicherung hat 200 Qubit erreicht und damit einen Weltrekord aufgestellt“, sagt Yao. Der bemerkenswerte Fortschritt, den das Labor in einer so kurzen Zeitspanne erzielt hat, löste in chinesischen und ausländischen Physikerkreisen große Bewunderung aus.

 

Im Jahr 2005 wurde eine experimentelle Klasse für Software an der Tsinghua-Universität ins Leben gerufen. Als Initiator dieser Klasse, später auch „Yao-Klasse“ genannt, arbeitete Yao persönlich den Lehrplan aus und erteilt den Studierenden Unterricht.

 

Zustrom von Rückkehrern

Nach seiner Rückkehr nach China hat Yao Dutzende von ausländischen Wissenschaftlern chinesischer Abstammung ermutigt, die gleiche Entscheidung zu treffen. „Bei der schnellen wirtschaftlichen Entwicklung räumt China der wissenschaftlichen Forschung hohe Priorität ein, was eine sehr lobenswerte Voraussicht zeigt“, sagt Yao.

Yao ist sich bewusst, dass die meisten Absolventen der Yao-Klasse ins Ausland für weitere Studien gehen werden, weil die USA im Weltmaßstab immer noch an der Spitze der Informatik stehen. Aber er ist davon überzeugt, dass viele von ihnen nach China zurückkommen werden. „Es ist unwahrscheinlich, dass jeder zurückkehren wird. Aber wenn nur die Hälfte der erfolgreichsten Absolventen dies tut, wird es der Entwicklung Chinas großen Nutzen bringen“, sagt Yao.

Yao glaubt, dass die meisten chinesischen Wissenschaftler in China arbeiten wollen, wenn ihr Heimatland die gleichen Arbeits- und Forschungsbedingungen wie die im Ausland zur Verfügung stellen kann. Daher schlägt er vor, dass chinesische Forschungsinstitute entsprechende Maßnahmen ergreifen sollten, damit die chinesischen Wissenschaftler nach ihrer Rückkehr den gleichen Lebensstandard genießen können wie im Ausland. „Noch viel wichtiger ist es aber, ein dynamisches Umfeld für die wissenschaftliche Forschung zu schaffen“, betont Yao. „Dadurch können die Wissenschaftler davon überzeugt werden, dass die Rückkehr nach China ihre beste Wahl ist“, so Yao weiter. Dank Chinas Vorteilen in Bezug auf seine Talentreserven und die Förderung von wissenschaftlichen Forschungsarbeiten werde es nicht mehr lange dauern, bis das Land die Rückkehr zahlreicher Wissenschaftler begrüßen kann.

Im Jahr 2014 gab Yao seine amerikanische Staatsbürgerschaft auf und im Februar 2017 wurde er Akademiker an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. In Bezug auf diese Entscheidung sagt er: „Ich bin stolz darauf, noch einmal 100 Prozent Chinesisch zu sein!“

 

Im Jahr 2011 gründete Dr. Yao das Quantencomputer-Labor an der Tsinghua-Universität. Unser Bild zeigt einen Laborbesuch von Gästen in Begleitung von Dr. Yao.

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