Quantencomputer von Google: Forscher demonstrieren Überlegenheit
Forscher von Google haben die Schnelligkeit von Quantencomputern aufgezeigt. Hierzu hat man einen von Google selbst entwickelten Quantenprozessor eine Reihe von Aufgaben gestellt und dem klassischen binären Rechner gegenübergestellt.
Microsoft, Google, Intel - alle drei forschen intensiv am Quantencomputer. Sie sollen die nächste Revolution im PC-Markt darstellen. Google hat nun die Überlegenheit der neuartigen Chips zur Schau gestellt. Sie haben die Quantum Supremacy bewiesen. Hierzu wurden sowohl einem herkömmlichen Computer, als auch einem PC mit Quantum-Prozessor die selben Rechenaufgaben gegeben. Anschließend haben die Wissenschaftler die Komplexität der Aufgabe solange gesteigert, bis der Quantencomputer den klassischen binären PC klar schlagen konnte. So brauchte der Quanten-PC nur drei Minuten und 20 Sekunden um eine Aufgabe zu lösen, für die ein herkömmlicher Computer gut 10.000 Jahre gebraucht hätte.
Hintergrund zu Quantencomputer
Ein bisher gebräuchlicher Computer funktioniert nach dem binären Prinzip. So kennt jeder Prozessor nur die beiden Zustände 0 und 1. Bei einem Quantencomputer hingegen schaffen es die verbauten Qubits auch verschiedene Zustände dazwischen darstellen zu können. Im Falle des Google Chips sind es 2 hoch 53 Zustände. So lassen sich komplexe Rechenaufgaben wesentlich schneller lösen als bei einem klassischen Computer. Allerdings gibt es auch Fallstricke bei Quantencomputern. Die verbauten Chips sind speziell darauf trainiert Rechenoperationen mit verschiedenen Variablen zu berechnen, sodass sich perspektivisch Simulationen zum Klimawandel u.Ä. damit gut erledigen lassen. Für Anwendungen wie Videospiele nützen Quanten-Prozessoren - nach aktuellem Entwicklungsstand - jedoch nicht so wirklich viel. Zudem können die Quantencomputer nur arbeiten, wenn es ein spezielles, sehr kaltes Temperaturspektrum vorherrscht.
IBM hält dagegen
Bigblue oder auch IBM genannt ist ein berühmtes Unternehmen, welches derzeit nicht an Quantencomputern forscht. IBM offeriert Firmenkunden verschiedene Lösungen an und betreibt auch Supercomputer. Laut Auskunft von "Big blue" soll dieser die Rechenaufgaben des Google-Quantencomputers innerhalb von 2,5 Tagen geschafft haben.
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Fakten zum Quantencomputer:
- Viele Technikunternehmen forschen aktuell an Quantencomputern. Google hat nun mit einem Forscherteam die Quantum Supremacy bewiesen. Hierbei wurde eine Rechenaufgabe sowohl einem herkömmlichen PC, als auch einem Quantencomputer gestellt.
- Der Computer mit dem Quanten-Chip von Google hat die gestellte Aufgabe in 3 Minuten und 20 Sekunden gelöst, der herkömmliche, binär operierende PC hingegen würde dafür 10.000 Jahre benötigen, so Google.
- IBM hält dagegen und behauptet, mit ihrem aktuellen Supercomputer hätte die Lösung dieser Aufgabe nur 2,5 Tage gedauert.
- Quantencomputer kennen alle möglichen Zustände zwischen 0 und 1. Binäre Computer hingegen können nur mit 0 und 1 arbeiten.
Haette Google statt 53 Qubits 55 Qubits simuliert, dann gaebe es diese Diskussion gar nicht. Aber effektiv sind wir in der Uebergangsphase, bis es nicht mehr moeglich ist mit klassischen Systemen dagegenzuhalten. Auf Grund der Skalierung des Simulationsraumes braeuchte man zum Beispiel 33 * 250Pb Speicher um 60 Qubit zu simulieren. I.e. IBM's Strategie hat klare Begrenzungen.
Addendum: Die Formuliering hinsichtlich der Qubits in Google's Experiment ist suboptimal. Google hat den Quantencomputer nicht simuliert, sondern einen Chip gebaut der in diesem Fall 53 Qubits hat. Dieser Chip wird dann genutzt um einen 2 Qubit Quantenschaltkreis zu simulieren.
Chemie, Physik, Meteorologie, Medizin, Materialwissenschaften usw - da können sie ungebremmst ihre Vorteile ausspielen.
Quantencumpter sind dort extrem gut wo es darum geht gewaltige Mengen an simplen Daten und Operationen zu durchforsten. Milliarden und Abermilliarden von permutation zu überprüfen.
mit 53 QBit entspricht ja eine Datenmenge von 2^53 Bit. Damit deckt man schon einiges ab was man simulieren möchte.
Nur sequenzielle Aufgaben, dedizierte Daten, Interaktionen oä geht mal so gar nicht - nicht möglich oder nur extrem langsam - als direkte Folge der Quantenmechanischen Grundlagen.
bei der derzeitigen Geschwindigkeit wird das wohl keine 30 Jahre mehr dauern bis ein Quanten-Computer mehr Information durchackert als ein klassischer Supercomputer mit der Größe der Erde theoretisch könnte. 2^56 Bit wurde auf klassischer Hardware Bereits demonstriert.
Die Erde hat ~3*10^51 Atome, sprich ~2^171 - egal wie effizient man einen Computer macht, auf 1 atom pro Bit kann man es nicht runter optimieren. Wenn ein Quanten-Computer mehr als 171 QBits effektiv nutzt ist das dann bereits mehrere Größenordnungen über dem was ein klassischer Computer kann. Und da es bereits die ersten Versuche mit QBit Zahlen in der Größenordnung gibt wage ich es durchaus zu behaupten das es nicht mehr lange dauern wird.
Das Ergebnis war erstaunlicherweise 42.