Artikel-Schlagworte: „quanten-computing“

Quanten-Computer sind kompliziert und keiner rafft die Programmierung. Doch die Universtät Bristol (UK) hat vor jedem interessierten Menschen mit einem Webbrowser Zugriff darauf zu geben, über das Internet (der berüchtigten Cloud in diesem Fall), um eigene Algorithmen testen zu können. Hier der Bericht:

http://bristol.ac.uk/physics/research/quantum/qcloud/computer/. [via]

Das Problem hierbei war eigentlich immer: Firmen wie Google oder auch die NASA-Organisation forschen mit diesen komplizierten Maschinen, wo es keine Bits mehr sondern Quantenbits (qubits) gibt, die den Zustand 0 und 1 zur selben Zeit annehmen können, diese Ergebnisse aber nicht an die Öffentlichkeit lassen. Doch wenn das niemand wirklich testen kann/darf/soll, wie soll diese Quantenrevolution dann ohne erfahrene Coder stattfinden?

Der Clou ist, dass der Simulator für die Neuzeit-Programmierer bereits online ist: http://cnotmz.appspot.com/.

Lediglich die Verbindung zum Photonen-Chip fehlt noch, die wird am 20. September stattfinden.

Leider kann dieser Simulator nur ein 2-Qubit-Gerät abbilden. Der bringt nicht viel mehr als der eigene PC derzeit. Die Entwicklungen mit 6 oder auch 8 Qubits ist noch nicht sehr weit, sobald man das jedoch zum Laufen gebracht hat sollen diese Simulatoren ebenfalls online verfügbar gemacht werden.

Und keine Panik, wer hier jetzt nur Bahnhof versteht: Geht mir genauso. Eminent wichtig ist einfach der Ansatz, jedem Zugriff auf diese Technik zu geben. Am Ende kommt wahrscheinlich genau dadurch etwas Gutes & Nützliches dabei heraus.

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Wir sind wieder einen entscheidenden Schritt weiter in Richtung des ersten Quantencomputers gekommen: an der Yale Universität wurde nun der erste Quantenprozessor entwickelt; kein Fake oder „falscher Fuffziger“. Was es mit Quantencomputing und der genauen Funktion auf sich hat erkläre ich hier nicht mehr, das habe ich schon an anderer Stelle.

Jedenfalls, für die Funktionen eines Prozessors sind Algorithmen unerlässlich. Und mit diesem Quantenprozessor ist das Suchverfahren bereits kein Problem mehr (hier wird nach Mustern oder Objekten mit bestimmten Eigenschaften gesucht).

[via]

Dank der Quantenmechanik ist die Performance hier wesentlich höher, weil nicht nur „1“ und „0“, „an“ oder „aus“ als Zustände verwaltet werden können, sondern auch die Superposition beider, d.h. „an“ oder „aus“ zur selben Zeit.

„Instead of having to place a phone call to one number, then another number, you use quantum mechanics to speed up the process,“ Schoelkopf said. „It’s like being able to place one phone call that simultaneously tests all four numbers, but only goes through to the right one.“

Richtig abgefahren und praktisch kaum vorstellbar.

Das Hauptproblem vorher bei den Qubits war die begrenzte Lebensdauer: die lag bei mickrigen Nanosekunden. Schoelkopf und sein Team aber haben bereits die Mikrosekunde erreicht; 1000 mal länger und somit auch fähig essentielle Algorithmen zu betreiben.

Die nächsten Ziele sind daher offensichtlich: zum einen die Lebensdauer weiter ausdehnen und immer mehr Qubits auf kleinerem Raum zum Arbeiten zu bewegen. Denn: jedes zusätzliche Qubit steigert die Rechenpower exponentiell(!).

Jaaa, das heißt aber noch lange nicht, dass diese Rechner dann intelligent sind. Heutige Rechner sind zurückgebliebene Kakerlaken, diese Geräte wären dann Millionen Kakerlaken auf Methylphenethylamin; oder so ähnlich.

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der quantencomputer wird kommen. experten rechnen mit einfachen geräten bereits in wenigen jahren und richtige killer-rechner, die rechenoperationen ermöglichen, die heutige pcs in millionen jahren nicht hinbekommen würden, werden 2028 erwartet und ihre wege unter die schreibtische dieser welt machen. der britische „telegraph“ hat dazu einen interessanten artikel verfasst: siehe (englisch).

wirklich ausmalen kann man sich kaum, was dann los sein wird, dennoch existieren verschiedene szenarien. man nimmt an, dass diese entwicklung ähnlich einschlagen wird, wie die des transistors damals, der uns mikrochips erst ermöglicht hat und pcs nicht mehr in schränken oder ganzen räumen untergebracht werden mussten.

anton zeilinger ist quantenphysiker an der universität wien und erklärt, dass in der welt der quanten ein partikel zwei zustände gleichzeitig haben kann. selbst sein zustand ist zweigeteilt, kann einfaches partikel oder welle sein. aber was bringt das jetzt? gegenwärtig kennen computer nur die zustände 1 und 0, an oder aus. ein quantencomputer aber kennt beide zustände; an UND aus zur selben zeit. dadurch werden multiple berechnungen möglich, der computer rechnet massiv schneller. information bräuchte man nicht mehr statisch in datenbanken ablegen: man könnte nach videos und bilder direkt suchen, anstatt nach deren schlüsselwörter. zeilinger erklärt das ganz gut: wenn man einen namen kennt, ist es ein leichtes, die telefonnummer anhand des namens in einem telefonbuch zu finden. umgekehrt ist das umständlich und schwierig: kennt man nur die telefonnummer, muss man jeden eintrag durchgehen, bis man den dazugehörigen namen findet. das ist ungefähr, wie heutige pcs arbeiten.

in der welt der videospiele würde sich ebenfalls etwas grundlegend ändern: tatsächlich zufällige spielwelten schaffen ein neues erlebnis der spielwelt und des gameplays. komplette neue videospiel-typen könnten entstehen.

aber wo licht ist, ist auch schatten: heutige, selbst starke sicherheits-algorithmen sind durch diese quanten-computer innerhalb von stunden knackbar; nichts ist mehr mit millionen jahren rechnen. insofern würde es einen neuen bereich in der sicherheitstechnik geben: quanten-kryptografie. dadurch wäre es theoretisch möglich, völlig anonym zu surfen und seine elektronischen geschäfte zu regeln. eine wichtige standard-anwendung dieser biester, die in 20 jahren als desktop-rechner zu haben sein sollen.

die effekte dieser vielversprechenden technik:

– ein 64-qubit-quantencomputer würde 18 milliarden mal schneller rechnen als heutige pcs
– die lösung abstrakter probleme, die heutige supercomputer nur in millionen jahren schaffen würden, wäre in kürzester zeit machbar
– quanten-kryptografie muss die heutige kryptografie ablösen, denn ohne diesen neuen zweig ist kein system, sind keine daten mehr sicher
– neue bizarre eigenschaften: an der universtität illinois konnte man auf eine antwort schliessen, obwohl der rechner nicht lief. fragt mich bitte nicht, wie das funktioniert…
– teleportation! informationen über ein partikel werden auf ein anderes in beliebiger entfernung übertragen

futter für den kopf, eh!? der rechner, wie wir ihn heute lieben und hassen, wird obsolet. man darf gespannt sein, wann die forschungen in der quantenphysik so weit gediehen sein werden, dass man damit auch praktisch etwas anfangen kann. in der theorie klingt das alles über-krass, aber in der praxis ist vieles so nicht machbar. doch wird die revolution kommen. besser, wenn man ein wenig vorbereitet ist. der worst case: technologische singularität. dann ist nicht mehr viel mit „hey, cool!“…

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