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. Robert Bosch GmbH, Stuttgart
  2. EOS GmbH Electro Optical Systems, Krailling
  3. Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG, Gerlingen
  4. über Duerenhoff GmbH, Wuppertal


Anzeige
Hardware-Angebote
  1. 59,90€

Folgen Sie uns
       


  1. FTTH

    Deutsche Glasfaser kommt im ländlichen Bayern weiter

  2. Druck der Filmwirtschaft

    EU-Parlament verteidigt Geoblocking bei Fernsehsendern

  3. Fritzbox

    In Bochum beginnen Gigabit-Nutzertests von Unitymedia

  4. PC

    Geld für Intel Inside wird stark gekürzt

  5. Firmware

    Intel will ME-Downgrade-Attacken in Hardware verhindern

  6. Airgig

    AT&T testet 1 GBit/s an Überlandleitungen

  7. Zenfone 4 Pro

    Asus' Top-Smartphone kostet 850 Euro

  8. Archäologie

    Miniluftschiff soll Kammer in der Cheops-Pyramide erkunden

  9. Lohn

    Streik bei Amazon an zwei Standorten

  10. Vorratsdatenspeicherung

    Die Groko funktioniert schon wieder



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Watch Series 3 im Praxistest: So hätte Apples erste Smartwatch sein müssen
Watch Series 3 im Praxistest
So hätte Apples erste Smartwatch sein müssen
  1. Apple Watch Apple veröffentlicht WatchOS 4.2
  2. Alivecor Kardiaband Uhrenarmband für Apple Watch zeichnet EKG auf
  3. Smartwatch Die Apple Watch lieber nicht nach dem Wetter fragen

Thinkpad X1 Yoga v2 im Test: LCD gegen OLED
Thinkpad X1 Yoga v2 im Test
LCD gegen OLED

Apps und Games für VR-Headsets: Der virtuelle Blade Runner und Sport mit Sparc
Apps und Games für VR-Headsets
Der virtuelle Blade Runner und Sport mit Sparc
  1. Virtual-Reality-Benchmarks Geforce gegen Radeon in VR-Spielen
  2. Sumerian Amazon stellt Editor für Augmented und Virtual Reality vor
  3. Virtual Reality Huawei und TPCast wollen VR mit 5G streamen

  1. Re: Linux ist so extrem unsicher

    Rocky Horror... | 01:11

  2. Re: Laaangweilig

    Carl Weathers | 00:42

  3. Re: Die Kabine

    hl_1001 | 00:38

  4. Re: Habe ich dann 0,00005 GB/s?

    Cr0n1x | 00:19

  5. Re: "trojan inside" wird viel besser passen

    divStar | 00:06


  1. 17:01

  2. 16:38

  3. 16:00

  4. 15:29

  5. 15:16

  6. 14:50

  7. 14:25

  8. 14:08


  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