• IT-Karriere:
  • Services:

Quantencomputer: Bosonen statt Qubits

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

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

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.

Inhalt:
  1. Quantencomputer: Bosonen statt Qubits
  2. Photonenquelle im Eigenbau

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.

Stellenmarkt
  1. itsc GmbH, Hannover
  2. operational services GmbH & Co. KG, Frankfurt am Main

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.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Photonenquelle im Eigenbau 
  1. 1
  2. 2
  3.  


Anzeige
Hardware-Angebote
  1. (u. a. RTX 2080 ROG Strix Gaming Advanced für 699€, RTX 2080 SUPER Dual Evo OC für 739€ und...
  2. 555,55€ (zzgl. Versandkosten)

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...


Folgen Sie uns
       


HP Pavilion Gaming 15 - Fazit

Das Pavilion Gaming 15 ist für 1.000 Euro ein gut ausgestattetes und durchaus flottes Spiele-Notebook.

HP Pavilion Gaming 15 - Fazit Video aufrufen
Mi Note 10 im Kamera-Test: Der Herausforderer
Mi Note 10 im Kamera-Test
Der Herausforderer

Im ersten Hands on hat Xiaomis Fünf-Kamera-Smartphone Mi Note 10 bereits einen guten ersten Eindruck gemacht, jetzt ist der Vergleich mit anderen Smartphones dran. Dabei zeigt sich, dass es einen neuen, ernstzunehmenden Konkurrenten unter den besten Smartphone-Kameras gibt.
Von Tobias Költzsch

  1. Xiaomi Neues Redmi Note 8T mit Vierfachkamera kostet 200 Euro
  2. Mi Note 10 Xiaomis neues Smartphone mit 108 Megapixeln kostet 550 Euro
  3. Mi Watch Xiaomi bringt Smartwatch mit Apfelgeschmack

Videospiellokalisierung: Lost in Translation
Videospiellokalisierung
Lost in Translation

Damit Videospiele in möglichst viele Länder verkauft werden können, müssen sie übersetzt beziehungsweise lokalisiert werden. Ein kniffliger Job, denn die Textdatei eines Games hat oft auf den ersten Blick keine logische Struktur - dafür aber Hunderte Seiten.
Von Nadine Emmerich

  1. Spielebranche Entwickler können bis 2023 mit Millionenförderung rechnen
  2. Planet Zoo im Test Tierische Tüftelei
  3. Förderung Spielentwickler sollen 2020 nur einen "Ausgaberest" bekommen

Von Microsoft zu Linux und zurück: Es gab bei Limux keine unlösbaren Probleme
Von Microsoft zu Linux und zurück
"Es gab bei Limux keine unlösbaren Probleme"

Aus Ärger über Microsoft stieß er den Wechsel der Stadt München auf Linux an. Kaum schied er aus dem Amt des Oberbürgermeisters, wurde Limux rückgängig gemacht. Christian Ude über Seelenmassage von Ballmer und Gates, die industriefreundliche CSU, eine abtrünnige Grüne und umfallende SPD-Genossen.
Ein Interview von Jan Kleinert


      •  /