Abo
  • Services:
Anzeige
Ein optischer Rechner soll beweisen, dass klassische Computer übertroffen werden können.
Ein optischer Rechner soll beweisen, dass klassische Computer übertroffen werden können. (Bild: Nature)

Quantencomputer: Bosonen statt Qubits

Ein optischer Rechner soll beweisen, dass klassische Computer übertroffen werden können.
Ein optischer Rechner soll beweisen, dass klassische Computer übertroffen werden können. (Bild: Nature)

Noch gibt es keinen praktischen Beweis dafür, dass Quantencomputer wirklich schneller sein werden als herkömmliche Rechner. Ein Experiment mit Photonen soll ihn erbringen.
Von Frank Wunderlich-Pfeiffer


Die Quanten kommen: Alles Wissenswerte über Quantenthemen erfahren Sie auch auf der Konferenz von Golem.de am 23. Juni in Berlin!


Quantencomputer sollen Probleme effizient lösen können, die für klassische Computer praktisch unlösbar werden. Aber bisher wurde noch kein universeller Quantencomputer gebaut, und die durchgeführten Experimente erreichen noch nicht die nötige Komplexität, um einen praktischen Beweis dafür zu erbringen, dass die Hoffnungen erfüllt werden können. Forscher aus China und Deutschland haben jetzt den ersten Prototyp einer Maschine vorgestellt, die das tun soll.

Anzeige

Ihr Experiment geht auf einen Vorschlag von 2013 zurück, wie für den Nachweis eine Abkürzung genommen werden könnte. Statt eines universellen Computers, der für beliebige Probleme programmiert werden kann, sollte ein Gerät gebaut werden, das nur eine Aufgabe lösen kann. Die Berechnung der sogenannten Permanenten einer Matrix aus komplexen Elementen ist ein Problem, dessen Rechenaufwand für herkömmliche Computer mit zunehmender Größe der Matrix exponentiell wächst.

Der Computer braucht nur einfache optische Bauteile

Die Permanente einer Matrix ist eng verwandt mit der Determinante, nur ohne die wechselnden Vorzeichen. Sie stammt aus dem 19. Jahrhundert und wurde in der Kombinatorik beispielsweise für so drängende Probleme benötigt wie die Frage, wie viele Möglichkeiten es gibt, n Ehepaare so einem Tisch anzuordnen, dass zwar immer Mann und Frau, aber nie Ehemann und Ehefrau nebeneinandersitzen. Darüber hinaus gibt es aber ganz ähnliche Probleme, zum Beispiel zur Anordnung zweiatomiger Moleküle auf Oberflächen, die in der Beschreibung chemischer Reaktionen entscheidend sind.

Mit einem universellen Quantencomputer könnten solche Probleme viel schneller, mit polynomialem Aufwand, gelöst werden. Aber tatsächlich reicht zur Lösung dieses speziellen Problems auch ein Aufbau aus linearen optischen Elementen aus. Die Technik wird Boson Sampling genannt. Wenn ein universeller Quantencomputer zur Lösung dieses Problems benutzt wird, tut er letztlich nicht anderes als das gleiche Experiment durchzuführen, indem er es mit eigenen Mittel simuliert.

Die bekanntesten Vertreter der Bosonen sind die Photonen, also Lichtteilchen. Das Experiment hätte natürlich auch mit jedem anderen Teilchen oder Quasiteilchen mit den Eigenschaften der Bosonen durchgeführt werden können, die nach dem indischen Physiker Satyendranath Bose benannt wurden. Neben dem berühmten Higgs-Boson fallen darunter auch weniger exotische Phänomene, die ganz ohne Teilchenbeschleuniger erzeugt werden können, wie quantisierte Kristallgitterschwingungen, die sogenannten Phononen, oder Plasmone, elektromagnetische Anregungen an der Oberfläche von Stromleitern.

Aber auch wenn der Rechner nur Lichtteilchen verwenden soll, werden hohe Ansprüche an die Lichtquelle gestellt.

Photonenquelle im Eigenbau 

eye home zur Startseite
luzipha 09. Mai 2017

Das heißt dann, dass du dich ausschließlich dafür interessierst was gerade am Markt...

Frank... 05. Mai 2017

Nein. Die Antwort lautet klar Ja. ;) Ja, es hat funktioniert. (Auch mit 3 und 4 Photonen...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. E.R. SCHIFFAHRT GmbH & Cie. KG, Hamburg
  2. OEDIV KG, Bielefeld
  3. Stadtwerke Augsburg Holding GmbH, Augsburg
  4. Universitätsklinikum Bonn, Bonn


Anzeige
Spiele-Angebote
  1. (-46%) 26,99€
  2. (-75%) 7,49€

Folgen Sie uns
       


  1. Mirai-Nachfolger

    Experten warnen vor "Cyber-Hurrican" durch neues Botnetz

  2. Europol

    EU will "Entschlüsselungsplattform" ausbauen

  3. Krack-Angriff

    AVM liefert erste Updates für Repeater und Powerline

  4. Spieleklassiker

    Mafia digital bei GoG erhältlich

  5. Air-Berlin-Insolvenz

    Bundesbeamte müssen videotelefonieren statt zu fliegen

  6. Fraport

    Autonomer Bus im dichten Verkehr auf dem Flughafen

  7. Mixed Reality

    Microsoft verdoppelt Sichtfeld der Hololens

  8. Nvidia

    Shield TV ohne Controller kostet 200 Euro

  9. Die Woche im Video

    Wegen Krack wie auf Crack!

  10. Windows 10

    Fall Creators Update macht Ryzen schneller



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
APFS in High Sierra 10.13 im Test: Apple hat die MacOS-Dateisystem-Werkzeuge vergessen
APFS in High Sierra 10.13 im Test
Apple hat die MacOS-Dateisystem-Werkzeuge vergessen
  1. MacOS 10.13 Apple gibt High Sierra frei
  2. MacOS 10.13 High Sierra Wer eine SSD hat, muss auf APFS umstellen

Elex im Test: Schroffe Schale und postapokalyptischer Kern
Elex im Test
Schroffe Schale und postapokalyptischer Kern

Xperia Touch im Test: Sonys coolem Android-Projektor fehlt das Killerfeature
Xperia Touch im Test
Sonys coolem Android-Projektor fehlt das Killerfeature
  1. Roboter Sony lässt Aibo als Alexa-Konkurrenten wieder auferstehen
  2. Sony Xperia XZ1 Compact im Test Alternativlos für Freunde kleiner Smartphones
  3. Sony Xperia XZ1 und XZ1 Compact sind erhältlich

  1. Re: "Die FRITZ!Box am Breitbandanschluss"

    decaflon | 21:21

  2. Kompromittiertes System und Beweisverwertung!?

    Sandeeh | 21:14

  3. Re: endlich diese Farce beenden - alle...

    thorben | 21:13

  4. Re: Wo liegt mein Fehler?

    quineloe | 21:11

  5. Re: In der Praxis: Alles über die Server von Skype

    thorben | 21:11


  1. 14:50

  2. 13:27

  3. 11:25

  4. 17:14

  5. 16:25

  6. 15:34

  7. 13:05

  8. 11:59


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel