IBM vermeldet Durchbruch bei Quantencomputern

28.02.2012 | 09:42 |   (DiePresse.com)

Der Hersteller will mit neuartigen Strukturen die bisherige Forschung in den Schatten stellen. Quantencomputer ermöglichen eine völlig neuartige Qualität von Berechnungen für Simulationen und Kryptografie.

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Die Forschungsabteilung von IBM will einen Durchbruch im Bereich der Quantencomputer erreicht haben. Das Unternehmen will im Lauf des Dienstag Ergebnisse von Experimenten präsentieren, in denen die Lebensdauer von Qubits, der grundlegenden Recheneinheit eines Quantencomputers, verlängert werden konnte. Mark Ketchen, Leiter der Gruppe Informationsphysik des IBM-Forschungszentrums in New York, sieht brauchbare Quantencomputer jetzt in Reichweite. "Ich denke, es wird in 15 Jahren oder nur wenig mehr soweit sein", sagt er im Gespräch mit der New York Times. Bisher hätten Forscher an Universitäten die grundlegenden Probleme gut gelöst, aber jetzt würde es "ein IBM benötigen, um am Ende alles zusammenzusetzen".

Österreich bei Quantencomputern sehr aktiv

Eine Aussage, die insbesondere heimischen Forschern nicht uneingeschränkt gefallen dürfte, gilt doch Österreich als ein Vorzeigeland im Bereich der Quantencomputer-Forschung. Das Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der ÖAW an der Uni Innsbruck hält bisher den Weltrekord bei der Anzahl der verschränkten Qubits. Verschränkung ist ein wichtiger Bestandteil der Quantenmechanik. Sobald mehrere Teile sich verschränken, kann nur noch das Ganze betrachtet werden und nicht mehr die Einzelteile. Durch mehr Qubits steigert sich auch die Rechenleistung eines Quantencomputers.

0 und 1 gleichzeitig

Die klassische Informatik ist klar in Binärcode strukturiert. Ein Bit, das kleinste aller Elemente, kann maximal zwei Zustände haben: 0 oder 1. Mit einem Quantencomputer könnten aber beide Zustände gleichzeitig existieren. Das würde etwa ermöglichen, mehrere Dinge parallel zu Berechnen. Diese Eigenschaft eines Quantencomputers ermöglicht es etwa, die physikalische Welt in bisher ungeahnter Genauigkeit zu simulieren. So könnten damit etwa die Eigenschaften von einer Legierung, Flüssigkeit oder von Plasma korrekt vorhergesagt werden. Mit heutigen Mittel sind nur Näherungswerte möglich. Ein weiteres Einsatzgebiet wäre die Kryptografie und verschlüsselte Kommunikation.

Neue Rekorde

IBM will nun drei neue Rekorde aufgestellt haben. Konkret geht es um die Fehlerkorrektur bei einfachen Berechnungen und die Erhaltung der Integrität der Qubits. Letzteres ist eines der großen Probleme im Bereich der Quantencomputer-Forschung. Sobald man in ein Quantensystem eingreift, wird es zerstört. IBM nutzt Supraleiter für seine Qubits und hat ein "dreidimensionales Qubit" (3D Qubit) entwickelt. Dieses soll verwendet worden sein, um die Dauer, die ein Qubit seine Zustände behält, um das zwei- bis vierfache bisheriger Rekorde zu steigern. Allerdings sind es immer noch nur 100 Mikrosekunden. Bis zu einem kommerziell einsatzfähigen echten Quantencomputer ist es noch ein weiter Weg.

(db)

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11 Kommentare

Soso, VorzeigeUni ...

... bzw. VorzeigeWissenschaften am IQOQI Institut der Österr.Akademie d.Wissenschaften an den Unis Wien + Innsbruck, wie der Artikel oben sagt.

Aber genau diese Unis und die ÖAW müssen Leute rauswerfen und Millionen sparen
aber
Gugging IST bekommt zugleich 1400 (EINTAUSENDVIERHUNDERT) MILLIONEN http://diepresse.com/home/bildung/universitaet/734837/14-Milliarden_Debatte-ueber-Finanzierung-von-Eliteinstitut
zugesagt, mit fadenscheinigsten Begründungen.

Diese 1400 Millionen für das IST, die gern als 1,4 Mrd verharmlost werden, werden ausschliesslich aus österreichischen Steuern bezahlt und sind
* 6% eines ehrlichen BGE Existenzgelds für ALLE ÖsterreicherInnen
* auch aus der MWSt der Wurstsemmel von Obdachlosen bezahlt
* 1% Entschleunigung von "Wirtschaft" = Aufwertung von MENSCHENstandort
* 1% weniger Kaputtwirtschaften der Welt (Klima, Umwelt, Ressourcen) in Österreich
* und damit als "Spitzen"Wissenschaft" vergleichbar dem DDR- "Spitzen"sport"Theater der 1970er und 1980er Jahre.

Noch dazu für eine ScientismusCommunity, die noch mehr als "konventionelle" PhysikerInnen der Atomlobby rund um Schüssel und Bartenstein zu Diensten sind
aber
nur selber abkassieren jedoch NICHTS gegen Verelendung beitragen.

Kann ja sein, dass auch das IQOQI nur auf Schwindel beruht (von wegen "sicherer" und "sauberer" AtomMuell)
aber
genauso wird IST nur zur VorzeigeElite werden, wenn es wie ÖAW und Unis und "Wirtschaft" (vor 1985) mit Nichts wirtschaften muss.

Forschungsgeldr werden reichlich fließen auch wenn nix funktioniert!


und was ist...

...mit den lochkarten?

also mit den ...

.... lochkarten ist es wohl vorbei.

Gast: MönchMaier
28.02.2012 23:51
0 1

QuaQuak

Ahm, wo bleibt eigentlich die Positronik? Den Quatenquatsch kann man ja schon nicht mehr hören. Nach Heisenberg stimmt an dem Ansatz eh was nicht.

2 0

Re: QuaQuak

also die ganze Quantentheorie ist Quatsch u diese erkenntnis entnehmen sie ihren umfangreichen Studien eines nicht grossartigen Wissenschafter, der aber leider nicht mehr dem neusten stand der Wissenschaft entspricht?

100 Mikrosekunden klingen ja toll

aber das sind gerade mal 0,0001 Sekunden.

Solange kann ein Zustand abgelesen werden. Die Frage dabei ist, ob dieser Zustand auch in so abgelesen werden kann. wie will man dieses Ergebnis in einen lesbaren Wert überführen?

Nur das Endergebnis? Auch bei komplexen Berechnungvorgängen - und man kann die Komplexität immer noch weiter steigern - wird ein neuerlicher Versuch enorm Zeit kosten. Und Geld.

Man muss gespannt sein, wie die Bugsuche vor sich geht.

Antworten Gast: Info
01.03.2012 11:11
1 0

Re: 100 Mikrosekunden klingen ja toll

Ganz korrekt vom Vorredner - die Haltbarkeit braucht nur bis zur nächsten Rechenoperation anhalten - und diese ist schon lange abgeschlossen, bevor die Quanteninformation sich nach 100 µs selbst auflöst. Und die Information ist nach heute geltenden Wissensstand sowieso nach dem Auslesen bzw. Weiterverarbeiten nicht mehr existent...

Re: 100 Mikrosekunden klingen ja toll

In 100 µs vergehen in einer aktuellen 3GHz-CPU 300.000 clock cycles und es werden fast ebensoviele Instruktionen ausgeführt. Das ist mehr als genug Zeit zum Auslesen.

3 0

Re: 100 Mikrosekunden klingen ja toll

100 Mikrosekunden sind aber auch 100000 Nanosekunden. Bei einer Taktrate von 1 GHz koennen Sie in 100 Mikrosekunden also schon 100000 Operationen durchfuehren. Das ist zwar bei einem Quantencomputer noch nicht moeglich, zeigt aber dass 100 Mikrosekunden absolut ausreichend ist, wenn man dann auch noch schnelle Logikoperationen hat.

Das Paper (oder zumindest eines davon) kann man sich uebrigens hier ansehen: http://arxiv.org/abs/1202.5344

Re: 100 Mikrosekunden klingen ja toll

naja, die PCs vor 15 Jahren sind auch krücken gewesen - man wird das wohl verbessern können

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