Jüngsten Berichten zufolge wurde am Forschungszentrum Jülich in Deutschland Europas erster Quantencomputer mit mehr als 5000 Qubits gestartet. Das Zentrum sagt, dies sei ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von Quantencomputern in Europa. Super-Quantencomputer, generiert von D-Wave, einem kanadischen Anbieter von Quantencomputersystemen, ist die bisher leistungsstärkste Rechenmaschine des Unternehmens. Außerdem wurde dieses Produkt erstmals außerhalb der Firmenzentrale eingesetzt.
Ein Quantenglühcomputer ist im Wesentlichen die gleiche Idee wie adiabatisches Quantencomputing, das entwickelt wurde, um Optimierungs- und Diskretisierungsprobleme zu lösen. Der Vorteil des Quantenglühverfahrens besteht darin, dass die Stabilität des Systems viel höher ist als die des Quantengatterverfahrens.
Quantencomputer versprechen, die Arzneimittelentwicklung, die Cybersicherheit und die Finanzmodellierung zu revolutionieren. Sie ermöglichen auch die Optimierung der Wettervorhersage und vieler anderer Bereiche, die klassische Computer nicht bewältigen können.
Um möglichst schnell kommerzielle Anwendungen des Quantencomputings zu realisieren, hat das Zentrum die Jülich Quantum Computing User Infrastructure (JUNIQ) geschaffen. Es wird verschiedenen Benutzergruppen in Europa einen freundlichen Zugang zu Quantencomputersystemen bieten. Das Forschungszentrum Jülich bietet künftig Möglichkeiten für Forscherinnen und Forscher aus Deutschland und anderen EU-Staaten. Unternehmen werden auch Zugang zu JUNIQ haben, um sie bei der Nutzung von Quantencomputern zu unterstützen.
Die Komplexität der Quantenmechanik: Wie zukünftige Quantencomputer Fehler korrigieren werden
Für die Anwendung von Quantencomputern ist die Quantenfehlerkorrektur viel wichtiger als die Quantenhegemonie. Welche Fehlerkorrekturmethode würde also ein praktischer Quantencomputer verwenden?
1994 bewies der Mathematiker Peter Shore, damals bei den Bell Labs in New Jersey, dass Quantencomputer bestimmte Aufgaben viel schneller, sogar exponentiell, lösen können als klassische Maschinen. Die Frage ist, können wir einen Quantencomputer bauen? Skeptiker argumentieren, dass Quantenzustände sehr zerbrechlich sind. Sie argumentieren, dass die Umgebung die Informationen in einem Quantencomputer unweigerlich verwirren und ihn überhaupt zu einem Nicht-Quantenzustand machen wird.
Ein Jahr später antwortete Peter Shore: „Ein klassisches Fehlerkorrekturschema korrigiert Fehler, indem es einzelne Bits misst. Dieser Ansatz funktioniert jedoch nicht für Quantenbits (Qubits). Das liegt daran, dass jede Messung den Quantenzustand korrumpieren und damit Quantencomputing verhindern kann." Shor entwickelte einen Weg, um zu erkennen, wenn etwas schief gelaufen ist, ohne den Zustand der Qubits selbst zu messen. Dieser Ansatz war wegweisend auf dem Gebiet der Quantenfehlerkorrektur.
Mit der Entwicklung dieses Bereichs begannen die meisten Physiker nachzudenken Shors Algorithmus als einzige Möglichkeit, praktische Quantencomputer zu entwickeln. Ohne diesen Ansatz ist es unmöglich, die Leistung eines Quantencomputers zu steigern. Wenn wir die Leistung von Quantencomputern nicht steigern können, werden sie komplexe Aufgaben nicht lösen können.
Sieben Jahre später, im Jahr 2001, wurde die Effizienz des Algorithmus von einer Gruppe von IBM-Spezialisten demonstriert. Die Zahl 15 wurde mithilfe eines 3-Qubit-Quantencomputers mit 5 und 7 faktorisiert.
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