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Quanten-Forschung realisiert und bereits in der Anwendung

Der " D - Welle " Quantencomputer
"D - Welle" Quantencomputer leistungsgesteigert
( Google)

Das "Quantenforschungs-labor" NSA
D - Welle Quantencomputer mit Leisterungssteigerung

Zuvor hatte Google in einem Nature-Papier 2019 damit geprahlt, Quanten-überlegenheit erlangt zu haben, und behauptete, sein Sycamore-Gerät habe eine Aufgabe in 200 Sekunden erledigt, die nach Angaben des Unternehmens 10.000 Jahre dauern würde.


Physiker: "Quantencomputer werden spezielle Aufgaben für uns lösen"

Physiker "beamen" Fehler in Quantencomputern weg
Schrödingers Rechenprozesse für schnellere Quantencomputer

Drei-Wege-Verschränkungs-ergebnisse deuten
auf bessere
 Quanten-codes hin
https://www.derstandard.de/story/2000136639310/schroedingers-rechenprozesse-fuer-schnellere-quantencomputer

Standard
Schrödingers Rechenprozesse für schnellere Quantencomputer

 

Schrödingers Rechenprozesse für schnellere Quantencomputer
Nicht nur Objekte, sondern auch Prozesse können sich an zwei Orten gleichzeitig befinden. Das schafft neue Möglichkeiten


Katzen in Kisten müssen immer wieder herhalten, um das komplexe Thema der Quantenphysik lebensnah zu erklären.

Foto: Getty Images/iStockphoto/CeciliaLascialfari
Arbeitet ein Computer eine Aufgabe ab, tut er dies in einer bestimmten Abfolge einzelner Rechenschritte. Die Quantenphysik erlaubt es einem speziell aufgebauten Quantencomputer aber auch, Berechnungen quasi gleichzeitig in einer "Superposition" verschiedener Abfolgen der Rechenschritte durchzuführen. Laut Wiener Forschern ginge das auch einfacher als bisher vermutet, außerdem mache der Ansatz diesen Rechner umso überlegener, je komplexer die Aufgabe ist.

An zwei Orten gleichzeitig
In der Quantenmechanik können sich Systeme in bizarr anmutenden Überlagerungszuständen befinden. So kann sich ein und dasselbe Objekt an zwei Orten "gleichzeitig" aufhalten. So wie das berühmte Gedankenexperiment von Erwin Schrödinger, bei dem eine Katze gleichzeitig sowohl tot als auch lebendig ist, sind sie sowohl an dem einen als auch an dem anderen Ort. Physiker sprechen in diesem Fall von Superposition.

Ist das für den Alltagsverstand schon entsprechend schwer zu fassen, können sich auch Abfolgen von Ereignissen in einem solchen Überlagerungszustand befinden. Ob dann eine Begebenheit A vor Begebenheit B stattfindet oder umgekehrt, kann nicht bestimmt werden. Umgelegt auf einen Quantenrechner könnte ein solcher auch Berechnungen ausführen, ohne dass dabei fix festgelegt ist, nach welcher Reihenfolge die einzelnen Rechenschritte erfolgen.

Bessere Quantencomputer
Ein solcher Computer, der Rechnungen gewissermaßen parallel in allen möglichen Abfolgen der Rechenschritte ausführt, könnte verschiedene Aufgaben auch deutlich effizienter lösen als ein anderer Quantencomputer. Schafft man es also, so ein System zu entwickeln, würde man "Quantencomputing gegenüber herkömmlichen Quantencomputing nochmals verbessern", sagte Časlav Brukner vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation der Akademie der Wissenschaften und der Universität Wien.

In einem "normalen" Quantenrechner durchläuft ein Informationsträger (Qubit) hintereinander verschiedene Quantenoperationen (Gates) in einer bestimmten Reihenfolge. Diese Gates könne man sich als verschiedene "Blackboxes" vorstellen, die ein Qubit – zum Beispiel ein Photon, das Quanteninformation trägt – passiert und dabei eine Veränderung erfährt. Je mehr solcher Boxen ein Qubit durchläuft, umso aufwendiger ist es, die Information wieder auszulesen. Passiert das Photon diese Boxen – vulgo einzelne Rechnungen – aber in einer Überlagerung aller möglichen Abfolgen, geht das deutlich schneller. Der Geschwindigkeitsvorteil fällt noch dazu umso größer aus, je komplexer die Aufgabe ist.

Brukner und Ko-Autor Martin Renner konnten in ihrer im Fachblatt "Physical Review Letters" erschienenen Arbeit auch die Annahme widerlegen, dass es für in Superposition befindliche komplexere Berechnungen auch unbedingt komplexere Quanteninformationsträger braucht. Die Behauptung war: "Je mehr Boxen, desto mehr Dimensionen muss auch das System haben", sagte Brukner. Dass dem nicht so sein muss, mache den Ansatz zusätzlich interessant. (APA, 17.6.2022)

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