News Kommen Quantencomputer früher als erwartet?

[Limeray]

Normaler weise sind Qubits die Überlagerung von 0 und 1 also Theoretisch alle Zustände zwischen 1 und 0 (0,1 ; 0,2 aber auch 0,000000000000000000000000000000001)

 

[Martin.P]

Ein Transistor ist sogesehen ein ganz normaler Schalter, aber ohne Mechanik halt.

 

[Augen1337]

Wiki hilft - keiner hat bisher Qubit Wiki gepostet:

http://de.wikipedia.org/wiki/Qubit

Dort sieht man auch die Zustände und wie diese geschrieben werden.

 

[Dreadslayer]

Mir war so, als wären Zustände in der Quantenphysik generell nicht genau definierbar - Das ist ja das ganze Problem an der Sache.

Ein Quantenzustand wird per Wahrscheinlichsverteilung definiert, nicht mehr wie in der klassischen Mechanik durch Ort und Impuls. Eine Wahrscheinlichkeitsverteilung kann nichtsdestotrotz genau sein.

 

[mau5dead]

Ein Zusatand in der Quantenmechanik ist abstrakt gesehen erstmal nur ein Element aus einem separablen Hilbertraum. Das ist ein unendlichdimensionaler Vektorraum.
In der Realität hat man ein Quantenmechanisches System (beispielsweise die Atome des Chips). Dieses beschreibt man durch einen Hamiltonoperator. Die Eigenzustände zu diesem Hamiltonoperator sind nun die Zustände von denen beim Quantencomputer geredet wird (oder natürlich beliebige Linearkombinationen dessen). Das klingt erstmal abstrakt aber ebenso abstrakt ist es natütlich. In der Praxis kann dies dann einfach der Spin eines Elektrons oder das Energieniveau eines Atoms sein. Die Information selbst wird dabei immer noch binär dargestellt.

 

[carom]

Wohl eher etwas Dezimaler.
Anstatt Binär (0 oder 1) dann Dezimal (0 1 2 3 4 5 6 7 8 oder 9). Viellicht auch nur Oktodezimal ( 0 1 2 3 4 5 6 oder 7)
Aber wie viele Zustände es werden, wird wohl nur die Zeit zeigen.

@blablub1212: Oh ja

Also ich denke es wird weiterhin nur 0 und 1 geben, aber ein Bit kann zur selben Zeit 0 und 1 annehmen, je nach Sichtweise der Programme.

 

[MisterG]

Interessantes Projekt aus dem Bereich Distributed-Computing zum Thema: http://www.rechenkraft.net/wiki/index.php?title=AQUA@home

 

[Chris_87]

Ein Transistor ist sogesehen ein ganz normaler Schalter, aber ohne Mechanik halt.

Eher ein Widerstand mit Eingang für einen Steuerspannung. Verwechselst das wohl mit dem Tyristor de man nur Einschalten kann. Der braucht zur Löschung einen Löschimpuls (DC Anwendungen) oder der Haltestrom muss unterschritten werden (AC Anwendungen)

 

[Schaffe89]

Tranistoren können aber nur entweder im zustand 0 oder 1 verweilen, deswegen muss man ja ständig auf kleinere Prozesse umsteigen um die CPU´s damit aufpumpen zu können.
Solange das so bleibt, wird sich bei der IPC wahrscheinlich auch nicht sonderlich viel tun.

@ Chris_87 Diese Duo-Binäre Logik ist glaub ich eine anderes Thema.


Die Frage ist, wieviele Zustände so ein Qubit gleichzeitig erreichen kann.
Wenn es nicht so viele sind, kann man ja auch kaum vom einem wirklichen Quantencomputer sprechen.

Der Sinn dahinter ist ja, dass man Passwörter so viel schneller herausbekommt, da man nicht nacheinander Möglichkeiten durchrechnet, sondern einfach alle Möglichkeiten auf einmal prüft.
Wieviele Möglichkeiten, bzw wieviele untersch. Zustände diese komischen Qubits annehmen können bleibt ungeklärt oder weiß das jemand?

Bin ja gespannt bis so etwas den Desktoprechner erreicht.
Hm.. in 100 Jahren?^^
Diese Schätzungen, wie lange so etwas dauern wird, sind eh meistens falsch, deswegen glaub ich kaum an +- 10 Jahre.

Manche böse Zungen behaupten auch, dass Quantenphysik bzw. ein späterer Quantencomputer bzw.. zur künstlichen Intelligenz führe und damit der Mensch von den Maschinen beherrscht wird und lauter solchen Mist.^^

Normaler weise sind Qubits die Überlagerung von 0 und 1 also Theoretisch alle Zustände zwischen 1 und 0 (0,1 ; 0,2 aber auch 0,000000000000000000000000000000001)

Also beliebig viele Zustände?

Ein Quantenzustand wird per Wahrscheinlichsverteilung definiert, nicht mehr wie in der klassischen Mechanik durch Ort und Impuls. Eine Wahrscheinlichkeitsverteilung kann nichtsdestotrotz genau sein.

Soll heißen, dass die Wahrscheinlichkeit dermaßen hoch ist, dass der Zustand immer bestimmt werden kann?
Oder heißt das, wenn trotz dieser hohen wahrscheinlichkeit mal dieser Zustand nicht genau bestimmt werden kann, ein Berechnungsfehler entsteht?
Echt cooles Thema.
Wird auf jedem Fall meine nächste CPU, sollte ich dann noch leben.

 

[carom]

Manche böse Zungen behaupten auch, dass Quantenphysik bzw. ein späterer Quantencomputer bzw.. zur künstlichen Intelligenz führe und damit der Mensch von den Maschinen beherrscht wird und lauter solchen Mist.^^

Die "Maschinen beherschen die Welt"-Geschichten halte ich für unrealistisch, aber dass künstliche Intelligenz mit genügend Rechenleistung so abstrakt denken, substituieren und lernen kann wie ein Mensch glaube ich schon.

 

[davediehose]

Mir war so, als wären Zustände in der Quantenphysik generell nicht genau definierbar - Das ist ja das ganze Problem an der Sache.

Das an sich ist nicht unbedingt ein Problem. Die "normale" klassische Logik mit wahr und falsch könnte man auch als einen Spezialfall von unscharfer (fuzzy) Logik sehen. Neuronen im Gehirn arbeiten zum Beispiel auch auf der Basis unscharfer Eingaben, und unser Denkapparat funktioniert trotzdem. Zumindest hin und wieder.

Von daher können unscharfe Zustände sogar wünschenswert sein. Quantencomputer wären daher auch potentiell besser im Abbilden neuronaler Netze.

Der vorteil des quantencomputers ist dann, dass er alle probleme, die in np liegen in polynomialer zeit lösen kann.

Könnte sein, ist aber bisher noch Spekulation. Der Rechner müsste eben das Kunststück vollbringen, zielgerichtet nichtdeterministisch durch den Lösungsraum mancher NP-harter Probleme zu laufen.
Es ist eben auf jeden Fall wahrscheinlicher, das mit einem Quantencomputer zu schaffen, als damit, was wir heute so haben.

 

[hArdLuck]

Also ein Qubit kann auch wie ein normales bit die beiden Zuständ 0 oder 1 annehmen, aber man kann eben mit hilfe der Superposition beide Zustände zugleich erreichen. Das Qubit ist dann mit einer Wahrscheinlichkeit von je 50% eben 0 oder 1, zumindest wenn man es auslesen würde. Beim Messen des Zustandes wird der Zustand aber fixiert, also die Wahrscheinlichkeit für 0 oder 1 beträgt dann eben 100% bzw 0% und verändert sich danach auch nicht wieder. Natürlich existieren dann auch alle möglichen Verteilungen von Wahrscheinlichkeiten zwischen 0 und 1.

Einige Quantenalgorithmen besitzen eine Wahrscheinlichkeit mit der sie gelingen (z.B. die "Quanten Phase Estimation"), diese Wahrscheinlichkeit kann aber erhöht werden, indem man mehr Qubits zur Berechnung einsetzt. Wenns doch mal schief geht, fängt man eben nochmal von vorne an zu rechnen

Mit n Qubit kann man also alle 2^n Kombination von n bit darstellen... Wofür man sonst eben n*2^n klassische bit bräuchte.
Der Quantencomputer kann also alle möglichen Fälle auf einmal berechnen, deshalb is der so toll ;-)

Zu der Sache mit der Schätzung: hieß es in den 60er Jahren nicht auch, dass man in so knapp 10 Jahren die Kernfusion hätte?

 

[Vulture_Culture]

Spätestens nachdem man am letzten Donnerstag Scobel auf 3Sat gesehen hat, weiß man warum es so unheimlich schwierig ist Quantencomputer zu bauen

 

[kobajaschy]

Wenn ein Land einen Quantencomputer hat wird er es eh erstmal nicht sagen. Dann werden erstmal die geheimen passwörter geknackt in sekunden schnelle :-)

 

[Masterchief79]

Wieviele Möglichkeiten, bzw wieviele untersch. Zustände diese komischen Qubits annehmen können bleibt ungeklärt oder weiß das jemand?

Wiki sagt:

In der Tat kann jedes nichttriviale quantenmechanische System prinzipiell unendlich viele verschiedene Zustände annehmen

Also ja, die Anzahl der Zustände ist in keiner Weise begrenzt.

Auch geil:

Viel wichtiger für die Verwendung in Quantencomputern ist die Existenz verschränkter Zustände mehrerer Qubits. In solchen Zuständen hat ein einzelnes Qubit überhaupt keinen definierten Zustand, die Gesamtheit der Qubits jedoch schon. Dies führt zu nichtlokalen Korrelationen, wie sie im EPR-Effekt auftreten.
Die Verschränkung der Qubits hat überraschende Folgen. Beispielsweise kann man in einem Paar verschränkter Qubits zwei klassische Bits so speichern, dass beide Bits getrennt durch Manipulation nur eines der Qubits beliebig manipuliert werden können. Jedoch benötigt man beide Qubits, um die Information auszulesen.

Die Wiki-Artikel zu dem Thema sind wirklich hochinteressant, wenn auch vlt nicht für jeden sofort verständlich. Kann euch nur empfehlen, da mal reinzuschauen.

Jetzt sind wir bei 2 Photonen bzw. 300-400 Millionen Transistoren oder so auf einer CPU und gut 2-3 Milliarden auf einer GPU ^^
Ne ähnliche Sensation war das ja damals auch, als der erste Transistor auf einem Siliziumchip zum Laufen gebracht wurde. Das wird sich mit den Photonen denke ich wiederholen.

 

[XimeX]

Wasser hat zum Beispiel 3 Zustände, nicht nur 2.

Stimmt mit dem kann mans vll bissl vorstellen. H2O kann ja sein: fest, flüssig, gasförmig
JEDOCH: wenn man eine bestimmte temp und ruck überschreitet gibts den sogenannten trippelpunkt. das hat das wasser alle zustände gleichzeitig.

 

[Olunixus]

ich freu mich schon auf meinen neuen Personal Computer in 15 jahren^^ und v.a. auf mein smartphone zu dieser zeit^^ schön dass die forschung voran kommt!

 

[Brainiac361]

Normaler weise sind Qubits die Überlagerung von 0 und 1 also Theoretisch alle Zustände zwischen 1 und 0 (0,1 ; 0,2 aber auch 0,000000000000000000000000000000001)

Nein, genau das nicht. Dann ergäbe sich ja zum klassischen Computer kein Vorteil, denn Gleitkommazahlen kennen wir schon lange. Ein Quantenspeicher enthält, wie du sagst, eine Überlagerung (gewichtete Addition) aller seiner Grundzustände.

Solche Werte können also etwa sein:
100% 1 + 0% 0
50% 1 + 50% 0
30% 1 + 70% 0
0% 1 + 100% 0

Sprich eine beliebige anteilige Mischung aus 0 und 1. Ein Qbyte (acht miteinander gekoppelte Qbits) enthielte eine beliebige anteilige Kombination aller Zahlen zwischen 0 und 255.

Der Geschwindigkeitsvorteil beim Rechnen mit zwei solch überlagerten Werten ergibt sich dann dadurch, dass prinzipiell alle enthaltenen Zahlen gleichzeitig verrechnet werden - etwa um bei einem Passwortbrecher alle Kombinationen auf einmal auszuprobieren.

Allerdings steigt die Komplexität des Versuchs durch das Hinzufügen jedes einzelnen Photons exponentiell an, so dass dies noch einige Zeit dauern könnte.

Und genau das ist der entscheidende Einwand, den die Forscher mal wieder schön herunterspielen (amerikanische Forscher feiern sich gerne mal im Voraus)...

Um eine 256-Bit-Verschlüsselung zu knacken, bräuchte man einen Quantencomputer mit 256 Qubits. Dieser wäre wie richtig erwähnt größenordnungsmäßig 2^256 mal instabiler (eine Zahl mit 77 Nullen). Genau genommen bräuchte man für jede halbwegs realistische Anwendung eines Quantencomputers mindestens 64-Qubits. Und genau deshalb zweifeln viele Forscher daran, dass dies so bald oder überhaupt jemals machbar ist.

 

[niethitwo]

aber einstein war kein großer freund der quanten physik, und machte sich eher über diese lustig - so sagte er einst "ist der mond etwa nicht da, wenn keiner hin sieht?"

Er war ein Freund der Quantenphysik - hat er sie doch mit der Erklärung des photoelektrischen Effektes mit Hilfe der Quantentheorie bedeutend gestärkt!

Das Zitat ist im Hintergrund des sogenannten Einstein, Podolsky, Rosen - Paradoxons zu sehen...es geht um die Frage der Lokalität und Realität der Quantentheorie, und genau hier lag Einstein falsch (keine "Hidden Variables", die die QM lokal zu einer realen Formulierung machen), was Bell mit seinen Ungleichungen und dazugehörigen Experimenten, die bist heute getätigt werden, zumindest nahelegen konnte. Bewiesen ist es nicht, da jederzeit ein Gegenexperiment kommen kann.

 

[Tekpoint]

Das wird das nächste werden um ein Flaschenhals zu beseitigen. Wie HDD und SSD glaube den unterschied wird man gewaltig merken dann.