Quantencomputer: 'Mini-Chip' zum Photonenrechnen

Die Entwicklung von Quantenqomputern scheint hinsichtlich der Baugrößen der Geräte eine ähnliche Entwicklung zu nehmen, wie sie bereits bei den elektronischen Systemen zu beobachten war. mehr... Licht, Optik, Lila Bildquelle: Informationsdienst Wissenschaft Licht, Optik, Lila Licht, Optik, Lila Informationsdienst Wissenschaft

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Nette Sache, ich hoffe ich darf noch in den Genuss eines Quanten Computers in meinem Leben kommen.
 
@BrakerB: Was meinst du mit "Genuss"? Die Anwendungsmöglichkeiten eines Quantencomputers im Privatbereich dürften höchst beschränkt sein.
 
@mcbain: Ja, jaa..: „Ich denke, dass es einen Weltmarkt für vielleicht fünf Computer gibt.“
Thomas Watson, CEO von IBM, 1943

"Die Anwendungsmöglichkeiten eines Quantencomputers im Privatbereich dürften höchst beschränkt sein."
mcbain am 13.05.13 22:10 Uhr
 
@mcbain: Dass ich so ein Ding zuhause hab, stell Dir mal vor was für Grafik und Prozessor Leistung erreicht werden könnte. Und das auch noch mit minimaler/keiner Hitze. Also wenn es so ein Ding für den Privaten Gebrauch geben wird und ich es mir leisten kann werde ich mir einen zulegen.
 
@BrakerB: Ein Quantencomputer rechnet nicht schneller, sondern geht einfach nur einen anderen Lösungsweg, der mit konventionellem Rechnen nicht möglich ist. Mit heutiger Grafik und Prozessoren hat das nichts gemein. Ein Quantencomputer ist kein Entertainmentsystem, sondern eher was für die NSA oder Google.
 
@mcbain: NASA*, früher hat man das zu Computern von heute auch gesagt.
 
@BrakerB: Ich meinte schon NSA, nicht NASA. Ein Anwendungsgebiet ist nämlich die Kryptographie, weil heutige Verfahren zumeist auf der Zerlegung des Produkts zweier Primzahlen beruhen, und das kann ein Quantencomputer zB. extrem schnell lösen. Geheimdienste lecken sich demnach alle zehn Finger nach dem Ding, was du damit anstellen willst weiss ich nach wie vor nicht :)
 
@mcbain: Ich weiß es auch noch nicht :D Aber ich hoffe ich finde was.
Ok stimmt schon, hast recht.
 
Die Größe würde mir schon reichen wenn sie es so Massenmarkttauglich hin bekommen würden. Soweit ich weiß produzieren derartige Quanten-CPUs ja keine Wärme oder so. Von daher ist in einem normalen Gehäuse ja genug Platz für sowas. Son Quantenrechner im Wohnzimmer währe schon was feines. Auch wenn ich jetzt noch gar nicht wüsste wozu ich die Rechenpower bräuchte. Bin aber auf jeden Fall neuguirig wie man so ein Teil programmiert, und ob man als Hobbyprogrammierer da überhaupt noch den Durchblick hat.
 
@Tomarr: Deinen jetzigen CPU programmierst du doch auch nicht, sondern nutzt eine verfügbare Programmiersprache. Das wäre bei so einem Quantencomputer der selbe Fall und die Sprache würde - wenn überhaupt - auch nicht mehr abweichen als aktuell geläufige.
 
@bLu3t0oth: Naja, also von der Syntax her könnte man die Programmiersprache vielleicht angleichen. Dennoch gibt es bei Quantenrechnern kein Zustand von rein 0 oder 1 wie es bisher ist. Es gibt immer irgendwas dazwischen. Mit anderen worten einfache True/False Abfragen im eigentlichen Sinne gibt es nicht mehr weil wesentlich mehr Zustände möglich sind. Da aber eigentlich jede Schleife bei der herkömmlichen Programmierung auf der Abfrage True/False oder auch 0/1 beruht sehe ich da schon gewisse Grundlagenänderungen.
 
@Tomarr: diese Ebene fängt aber bereits das Betriebssystem und die Programmiersprache an sich ab.
 
@bLu3t0oth: Was heißt abfangen? Das würde ja bedeuten das mir das Betriebssystem einen herkömmlichen Prozessor in die Programmierung emuliert und ich als normaler Programmierer gar nicht den vollen Nutzen aus aus dem Qantenrechner ziehen kann. Nein, so nun auch nicht. Wenn dann will ich schon den vollen Umfang ausschöpfen. Auch wenn ich weiterhin über API-Schnittstellen programmiere so wird sich dennoch auch beim Programmieren einiges ändern.
 
@Tomarr: Man bräuchte nur einen Compiler zu entwickeln der die Programmiersprachen in für den Quantenrechner ausführbaren Code umschreibt.
 
@Tomarr: DU kannst ja mit Libs schonmal üben. in der Theorie sind die Quantenrechner ja schon ziemlich weit. Die Praxis sieht halt anders aus. Operationen sind im allgemeine unitäre Matrizen (d.h. jede Operation muss/wird umkehrbar sein in der Quantenmechanik, d.h. i = 0 gibt es nicht mehr, da der urzustand von i verloren ginge.)

such einfach nach qubit/quanten simulator, aber die meisten musst dann echt noch mit matrizen füttern. Richtige Sprachen gibt es keine/kaum weil da noch die praktischen anforderungen gelöst werden müssen. (so wie früher, da gab es nur assembler, als sich einige op-code sets durchgesetzt haben kamen dann höhere sprachen)
 
@wischi: Danke, werde ich mal nach schauen was ich da so finde.
 
Wie albern ist denn das? Der kleine Hirsch soll über die selbe Rechenkapazität verfügen, wie das Militär und seine Besitzer.
Schöne Märchen-Geschichten! Zuerst lässt man die Kids/deren Eltern noch saftigst überteuerte Rechnungen an die Strom-Mafia bezahlen?
 
@Almoehi: Und Nachts ist es kälter als Draußen. Vor allem wenn die Bananen aus der Steckdose kommen, um mit der Katze Tee zu trinken. Was zu henker willst du uns sagen?
 
@funny1988: Herrlich :D
 
@Almoehi: keine ahnung, was du jetzt damit sagen willst. aber wenn du meinst, dass dieser "mini-chip" nicht schneller sein kann, als die supercomputer, die verschiedene militärs betreiben, dann irrst du dich definitiv. informier dich mal über den quantencomputer!
 
@Almoehi: Rein theoretisch hat ein Quantencomputer unendliche Rechenkapazität. Aber nur theoretisch ;D
 
@windaishi: wie kommst du darauf, dass ein quantencomputer (theoretisch) unendliche rechenkapaziät habe?
 
@larusso: Dadurch das der Quantenrechner mit den oben beschriebenen verschränkten Photonen rechnet werden die Rechenschritte schneller als das Licht verarbeitet, nämlich in einer endlosen Geschwindigkeit, weil das verschränkte Photonenpaar seinen Zustand jeweils wirklich wort wörtlich gleichzeitig ändert. Dadurch ergibt sich eine theoretische endlose Rechenleistung. Theoretisch weil die Zustände natürlich noch irgendwie gelesen und geschrieben werden müssen.
 
@Tomarr: hmm okay, die verschränkten photonen sind mir klar. dadurch verarbeite ich eine information instantan. aber eine abfolge von informationen bleibt doch weiterhin nur in endlich schneller zeit möglich. also eine information nach der anderen wird nicht unendlich schnell verarbeitet, sondern nur die gerade berechnete. dadurch hat man dann doch im gesamtprozess keine unendliche geschwindigkeit, oder täusche ich mich? das fällt nicht unter das lesen und schreiben der zustände, oder?
 
@larusso: Zu sagen, Quantencomputer haben theoretisch unendlich Rechenkapazität ist, wie zu sagen, dass PI alle nötigen Informationen gespeichert hat. Natürlich hat die Zahl das, aber die Suche danach ist aufwändig und wir haben keine Verifizierung, dass das was da steht wahr oder falsch ist.
Bei Quantencomputern ist das ähnlich. Quanten können undendlich viele verschiedene Zustände (und diese vllt sogar gleichzeitig) haben und deswegen könnte man damit theoretisch jede Rechenoperation oder eine Information mit einem Zustand verknüpfen. Das macht aber logischerweise nicht viel Sinn. Außerdem ist es bei Quantencomputern auch so, dass etwas nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit richtig herauskommt. Um nun damit etwas mit Sicherheit berechnen zu können, müsste man halt auch ein paar tausend mal Nachrechnen, um dann sagen zu können: 42 ist mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,99% die Antwort. Alles ziemlich verwirrend...
 
@larusso: Du denkst noch zu sehr in der "normalen" Physik. Wenn etwas endlos schnell abgearbeitet werden kann dann braucht diese Berechnung 0 (Null) Zeit. Hier gibt es natürlich einen kleinen Knoten im Gehirn wenn man sich das vorstellen will. Sprich du hast eine endlose Rechenkapazität. Die einzelnen Befehle nach und nach rein zu schieben damit diese abgearbeitet werden, bzw. irgendwann will man ja auch ein Ergebnis auslesen, weil sonst macht es gar keinen Sinn, das meinte ich mit Lesen und schreiben, bzw. die Übergabe an den Rechenprozess, die braucht halt Zeit.
 
@Tomarr: gut okay, dann haben wir beide das selbe gemeint, nur anders ausgedrückt. ;) EDIT: ich denke nicht, dass ich zu sehr in der normalen physik denke (sonst würd ich in meinem studium nicht weiterkommen;) ), sondern störe mich immer etwas an den aussagen wie "theoretisch wäre es so, praktisch ist es dann aber so". das mag ich nicht. denn das suggeriert, dass die theorie falsch liegen würde und es in der praxis nie genau stimmt oder es einen haken geben würde. das problem bei solchen aussagen ist meist nur, dass man andere aspekte, die theoretisch genauso betrachtet werden, ausgelassen werden und nur so ein anderes ergebnis im vergleich zur praxis hätten. nimmt man aber alle aspekte auch theoretisch in betracht, dann passt es wieder gut. es werden aus sicht des "theoretischen" nach meinem geschmack einfach falsche behauptungen aufgestellt. also nicht die theorie macht flasche behauptungen, sondern leute, die sagen "theoretisch wäre es so". nur wird unterschlagen, dass man ganz bestimmte punkte in seiner theoretischen sicht nicht beachtet hat. :) genauer müsste man also eher sagen "theoretisch, wenn...". wenn eben gewisse aspekte außen vor gelassen werden.
 
@windaishi: interessant. ich kenn mich zwar mit der quantenmechanik aus, aber nicht, was die anwendung in einem quantencomputer angeht. das regt mich jedenfalls dazu an, mich mal etwas mehr über quantencomputer zu informieren. ;)
 
@larusso: Ich glaube das du dich zu sehr mit den Worten Theorie und Praktisch bemühst. Vielleicht definieren viele Menschen das ja auch unterschiedlich. Zumindest bei mir bedeutet es das es theoretisch so und so funktionieren sollte, wenn mir alle Aspekte bekannt sind die nötig sind. Sind mir nicht alle Aspekte bekannt und es kommen noch welche hinzu in einem praktischen Versuch dann bleibt es bei theoretisch, wenn keine Aspekte hinzu kommen und auch nichts falsch angenommen wurde wird aus theoretisch automatisch praktisch ohne das ich es großartig in einem Satz erwähnen muss. Oder halt wie in diesem Fall, theoretisch würde man endlose Rechenkapazität haben, da für eine berechnung keine Zeit vergeht. Da man aber die Daten erstmal einspeisen muss und ja auch irgendwas von den Daten erwartet, sprich man muss sie auslesen, bleibt es automatisch bei der Theorie, weil man halt niemals Daten in "Nullzeit" eingeben und auch ausgeben kann. Hier gibt es also einen Faktor der niemals erfüllt werden wird, wo es aber theoretisch schön währe wenn es ginge. ;)
 
@Tomarr: da gebe ich dir auch soweit recht. nur wie ich schon oben versucht habe zu schreiben, erweckt das den eindruck, als wäre die theorie fehlerhaft oder nicht speziell jene theorie, sondern dass das konstrukt der theorie im allgemeinen immer prinzipiell falsch sei. und am ende hat man laien, die theorien generell skeptisch gegenüberstehen, da vermutlich durch solche aussagen das bild geprägt wird, dass bei einer theorie so einiges nicht stimmt und sowas vom prinzip her nichts taugt. dem ist aber gewiss nicht so! und mir persönlich ist das dann eben ein dorn im auge, weil solche sprachlichen schwammigkeiten zu einem bild führen können, das nicht der wahrheit entspricht. am ende fühlen sich laien bzw. menschen, die noch nie mit physik oder mathematik warm geworden sind, durch solche aussagen auch noch bestätigt. und ich als angehender physiker treffe dann auf solche leute und kann nur noch den kopf schütteln. war von mir vielleicht etwas pingelig. aber lari fari vorgehen muss manchmal auch mal durch pingeligkeit ausgeglichen werden. :P für mich wäre es in ordnung, würde man nicht einfach nur jedes mal schreiben/sagen "theoretisch ist es so...", sondern "theoretisch wäre es so, wenn man jenes und dieses nicht beachtet." d.h., die theorie würde es zulassen, wenn eben etwas anderes gegeben oder nicht gegeben ist. ;) und ohne diesen hinweis entsteht meiner meinung nach bei manchen ein falsches bild. ich bin übrigens über die positive bewertung meines kommentars bezüglich des "verständnisses" weiter unten überrascht. ich stelle zwar unter physikern fest, dass sie mir bezüglich dessen auch recht geben (wobei diese aber auch über sowas eher mal nachgedacht haben, als nicht-physiker). in persönlichen gesprächen kann ich da aber auch gründlicher formulieren. aber ich kann mir auch gut vorstellen, dass diese positive bewertung meines posts da herrührt, dass physik- und mathe-ferne menschen eine gewisse genugtuung darin sehen, wenn behauptet wird, dass wir "doch eh nichts verstanden haben". so war mein post allerdings gar nicht gemeint. schließlich sind wir in unglaublicherweise zu verblüffenden vorhersagen über die natur imstande. ;)
 
@Tomarr: um meinen punkt vielleicht auf den punkt zu bringen: wenn windaishi seine aussage so macht, wie er es getan hat, dann liest das ein laie und denkt: "oh okay, also theoretisch ist es so." und im gleichen atemzug (oder irgendwann später) erfährt er dann, "praktisch ist das dann aber nicht möglich." und schon entsteht beim laien das bild, dass die theorie mit der praxis nicht so ganz übereinstimmen kann. ;)
 
und dan werden serveranlagen mit laserpointern abgeschossen^^
also echt klasse was die da leisten ich frage mich nur inwiefern man quantencomputer für klassische programme nutzen kann die in den letzten jahren entwickelt worden sind... also die eigentlich frage ist kann ein quantencomputer einen PC simulieren oder funktioniert das nicht?
 
@DNFrozen: Soweit ich es verstanden habe kannst du damit weder einen PC simulieren, noch mit klassischer Programmierung irgendetwas anfangen. Der Vorteil liegt in sehr spezifischen Berechnungen, die mit einem normalen Computer ewig dauern würden. Der klassische Trugschluß liegt darin zu glauben Quantencomputer wären einfach nur unglaublich schnell, dabei erreichen sie ihre Geschwindigkeit nicht durch Rechenkraft sondern durch die Möglichkeit "anders" zu rechnen. Da man aber mit der reinen Beschäftigung mit Quantenphysik ziemlich verwirrt werden kann, wünsche ich den "Quantenprogrammierern" viel Spaß.
 
@mcbain: also die quantenphysik ist gar nicht so "verwirrend". sie ist halt anders, als unsere alltagsphysik. lässt man sich einmal darauf ein, dann kann man mit ihren gleichungen eigentlich gut hantieren und arbeiten sowie vorhersagen treffen. ;) (damit mich hier keiner falsch versteht. ich sage nicht, ich hätte die quantenphysik verstanden. das hat wohl niemand. aber im grunde hat noch nicht mal irgendjemand die alltagsphysik oder irgendetwas anderes in dieser welt verstanden. all unser intuitives verständnis, von dem wir glauben eins zu haben, beruht immer auf dinge, die erstmal einfach gegeben sein müssen. und darauf aufbauend stützt sich dann unser verständnis. in der alltagswelt und -physik, wird einem das nicht bewusst. geht man z.b. in die quantenphysik (die folgende frage kann man sich aber auch ohne die quantenphysik stellen), so kann man mit gleicher berechtigung fragen, warum denn unsere alltagsphysik so ist, wie sie ist. diese beruht nämlich auch auf dingen, die einfach anders hätten sein können.)
 
Also ich würde behaupten, ich weiß, wie eine CPU funktioniert (nicht nur auf logischer ebene, sondern auch auf physischer). Doch ich kapiere bis auf das, was man sowieso weiß (verschränkte Photonen hängen zusammen), nichts aus dem Beitrag. Weder, was da genau nun damit "ausgerechnet" wurde, oder gar wie ein einzelnes "Bit" durch ein anderes quasi bedingt "gesetzt"/"gelöscht" wird. Bin ja auch kein Physiker, vermutlich deswegen :) Denn nach meinem Verständnis braucht man quasi einen "Schalter, der mit dem Licht das Licht schaltet", um überhaupt Informationen verarbeiten zu können, oder übersehe ich da was? Rechnen die nicht mehr digital, sondern analog? Da steht ja schließlich "statistische Verteilung".
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