Abo
  • Services:

3D Qubit: IBM meldet Durchbruch bei Quantencomputern

IBM vermeldet einen Durchbruch auf dem Weg zum Bau eines Quantencomputers: IBM-Forscher konnten die Leistung wesentlicher Bauteile so weit verbessern, dass es fast möglich ist, einen praktisch nutzbaren Quantencomputer in nennenswerter Größe zu bauen.

Artikel veröffentlicht am ,
3D Qubit von IBM
3D Qubit von IBM (Bild: IBM)

Die Forscher in den IBM Labs haben einige dort entwickelte Technologien kombiniert und drei wesentliche Fortschritte auf dem Weg zum Bau eines Quantencomputers erzielt. Es gelang ihnen, die Zahl der Fehler bei elementaren Berechnungen so weit zu reduzieren, dass Fehlerkorrekturverfahren effektiv eingesetzt werden können. Zudem konnten sie die Integrität der quantenmechanischen Eigenschaften von Qubits deutlich steigern.

Stellenmarkt
  1. über duerenhoff GmbH, Raum Karlsruhe
  2. Fresenius Netcare GmbH, Bad Homburg

Während ein Bit in klassischen Computern nur zwei Zustände haben kann - 0 oder 1 -, können Qubits diese beiden Werte auch gleichzeitig enthalten, was in der Quantentheorie als Superposition beschrieben wird. Qubits, als kleinste Informationseinheit in einem Quantencomputer, ermöglichen es so, mehrere Millionen Berechnungen parallel auszuführen. Herkömmliche Computer können nur eine kleine Zahl von Berechnungen gleichzeitig abwickeln. So enthält laut IBM ein Quantencomputer mit 250 Qubits mehr Bits an Information, als es Atome im Universum gibt.

Diese Eigenschaften haben große Auswirkungen für Verschlüsselungstechniken, die in erster Linie darauf basieren, dass es mit herkömmlicher Technik sehr aufwendig ist, sehr große Zahlen in ihre Faktoren zu zerlegen. Quantencomputer können dies deutlich schneller erledigen. Aber auch bei Datenbanken unstrukturierter Informationen und Optimierungsaufgaben sehen die IBM-Forscher Einsatzgebiete für Quantencomputer. Diese könnten helfen, bislang unlösbare mathematische Probleme zu lösen.

  • 3D Qubit von IBM (Quelle: IBM)
  • CNOT mit Qubits (Quelle: IBM)
3D Qubit von IBM (Quelle: IBM)

Um die Möglichkeiten von Quantencomputern zu nutzen, ist es aber notwendig, die sogenannte Dekohärenz - die durch Faktoren wie Hitze, elektromagnetische Strahlung und Materialdefekte hervorgerufenen Rechenfehler - zu kontrollieren oder zu eliminieren. Ein wichtiger Ansatzpunkt dafür ist es, die Zeit zu verlängern, über die Qubits ihre quantenmechanischen Eigenschaften behalten. Ist diese Zeitspanne lange genug, lassen sich Fehlerkorrektursysteme effektiv einsetzen, so dass sich lange und komplexe Berechnungen durchführen lassen.

Quantencomputer rückt in greifbare Nähe

Nun gibt es verschiedene Ansätze, um einen funktionieren Quantencomputer zu entwickeln. IBM konzentriert sich auf supraleitende Qubits. Dabei experimentiert IBM mit einem dreidimensionalen supraleitenden Qubit (3D Qubit), einer Idee, die an der Universität Yale entstand. Damit konnte IBM die Zeitspanne, für die ein Qubit seinen Quantenstatus behält, im Vergleich zu den bisherigen Rekorden um das Zwei- bis Vierfache verlängern. Damit sei gerade so das Minimum erreicht, um Fehlerkorrektursysteme effektiv einzusetzen, erklärte IBM. So könnten sich Ingenieure um Fragen der Skalierbarkeit kümmern.

"Unsere Arbeiten im Bereich Quantencomputer zeigen, dass es hierbei nicht länger um ein rein physikalisches Experiment geht. Es ist Zeit, damit zu beginnen, Systeme auf Basis dieser wissenschaftlichen Erkenntnisse zu entwickeln, die die Computerei an neue Grenzen heranführen", sagt der Leiter von IBMs Quantencomputer-Forschungsteams, Matthias Steffen.

In einem weiteren Experiment konnten die IBM-Forscher ein eher traditionelles, zweidimensionales Qubit präsentieren und eine logische Operation - Controlled-NOT (CNOT) - mit zwei Qubit umsetzen, ein wichtiger Baustein beim Bau eines Quantencomputers. Die Operation war in 95 Prozent aller Fälle erfolgreich. Das wurde durch eine lange Kohärenzzeit von 10 Mikrosekunden ermöglicht. Damit werde fast die für den Einsatz von Fehlerkorrektursystem notwendige Grenze erreicht, so IBM.



Anzeige
Hardware-Angebote
  1. täglich neue Deals bei Alternate.de
  2. 229,90€ + 5,99€ Versand
  3. (reduzierte Überstände, Restposten & Co.)
  4. 128,15€ + Versand

SuiCid 01. Mär 2012

QuPC sei weiterhin mal der Quantenrechner, passt sicher, weil die ihn sicher per PC o.ä...

SuiCid 01. Mär 2012

das wäre Punkt 1... wenn |Lösungsraum| > 1 ist, könnte man durch mehrfache Berechnungen...

HerrMannelig 29. Feb 2012

Naja, ich glaub das ist auch mehr Physik als Informatik (noch!). Ich studiere Informatik...

SuiCid 29. Feb 2012

wenn ***, dann aber auch richtig... 63,15°C oder 63 K oder wenigstens ~63°C um zu zeigen...

Centurio 29. Feb 2012

Interessanter Ansatz. Da hab ich auch schon dran gedacht. Hast Du mal einen Link wo das...


Folgen Sie uns
       


HP Z2 Mini Workstation - Test

Die Z2 Mini Workstation G3 kann uns im Test überzeugen - und das nicht als sehr schnelle Maschine, sondern als gut durchdachtes Gesamtkonzept.

HP Z2 Mini Workstation - Test Video aufrufen
Dell XPS 13 (9370) im Test: Sehr gut ist nicht besser
Dell XPS 13 (9370) im Test
Sehr gut ist nicht besser

Mit dem XPS 13 (9370) hat Dell sein bisher exzellentes Ultrabook in nahezu allen Bereichen überarbeitet - und es teilweise verschlechtert. Der Akku etwa ist kleiner, das spiegelnde Display nervt. Dafür überzeugen die USB-C-Ports, die Kühlung sowie die Tastatur, und die Webcam wurde sinnvoller.
Ein Test von Marc Sauter und Sebastian Grüner

  1. Ultrabook Dell hat das XPS 13 ruiniert
  2. XPS 13 (9370) Dells Ultrabook wird dünner und läuft kürzer
  3. Ultrabook Dell aktualisiert XPS 13 mit Quadcore-Chip

Far Cry 5 im Test: Schöne Welt voller Spinner
Far Cry 5 im Test
Schöne Welt voller Spinner

Der Messias von Montana trägt Pornobrille und hat eine Privatarmee - aber nicht mit uns gerechnet: In Far Cry 5 kämpfen wir auf Bergwiesen und in Bauernhöfen gegen seine Anhänger. Das macht dank einiger Serienänderungen zwar Spaß, dennoch verschenkt das Actionspiel von Ubisoft viel Potenzial.
Von Peter Steinlechner

  1. Far Cry 5 Offenbar Denuvo 5 und zwei weitere Schutzsysteme geknackt
  2. Ubisoft Far Cry 5 schafft Serienrekord und Spieler werfen Schaufeln
  3. Ubisoft Far Cry 5 erlaubt Kartenbau mit Fremdinhalten

Xperia XZ2 Compact im Test: Sonys kompaktes Top-Smartphone bleibt konkurrenzlos
Xperia XZ2 Compact im Test
Sonys kompaktes Top-Smartphone bleibt konkurrenzlos

Sony konzentriert sich beim Xperia XZ2 Compact erneut auf die alte Stärke der Serie und steckt ein technisch hervorragendes Smartphone in ein kompaktes Gehäuse. Heraus kommt ein kleines Gerät, das kaum Wünsche offenlässt und in dieser Größenordnung im Grunde ohne Konkurrenz ist.
Ein Test von Tobias Költzsch

  1. Xperia XZ2 Premium Sony stellt Smartphone mit lichtempfindlicher Dualkamera vor
  2. Sony Grundrauschen an Gerüchten über die Playstation 5 nimmt zu
  3. Playstation Sony-Chef Kaz Hirai verabschiedet sich mit starken Zahlen

    •  /