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PCs & Komponenten
IBM baut 7 Qbit Quantencomputer
Veröffentlicht am 20.12.2001 00:00:00
Einige Forscher, die im IBMs Almaden Research Center arbeiten, haben die bisher komplexeste Rechenaufgabe mit einem speziellen Quantencomputer durchgeführt. Mit sieben Qbits löste man eine stark vereinfachte Mathematische Aufgabe, die der Grundstock moderner Verschlüsselungsmethoden ist.
Nabil Amer, Manager der IBM-Forschungsgruppe 'Physics of Information" meint dazu:'Dieses Ergebnis beweist einmal mehr, dass Quantencomputer eines Tages möglicherweise in der Lage sein werden, Probleme zu lösen die so komplex sind, dass auch die mächtigsten Supercomputer in Milliarden von Jahren nicht im Stande wären diese zu lösen '
$2$
In der neuen Ausgabe des Wissenschaftsjournals Nature schreiben IBM-Forscher der Stanford University von der ersten Demonstration des 'Shor Algorithmus' was eine Methode ist, die 1994 vom AT&T-Wissenschaftler Peter Shor erfunden wurde. Diese versucht mit Quantencomputern Faktoren von Zahlen zu finden, die zusammen multipliziert wieder die eigentliche Zahl ergeben.
Gegenwärtig ist das Faktorisieren großer Zahlen sehr aufwendig, da herkömmliche Rechner extrem lange für das "auf den Ursprung Zurückrechen" brauchen. Allerdings ist das Ãœberprüfen des Ergebnisses natürlich überaus einfach, da nur multipliziert werden muss.Daher wird diese Methode bei den meisten aktuellen Verschlüsselungsalgorhythmen verwendet.
Ein Quantencomputer verwendet dabei die verschiedenen möglichen Quantenzustände eines Atoms oder Kerns, die es ihnen erlauben, als Quanten-Bits zu arbeiten. Die Q-Bits genannten Quantenzustände fungieren dabei gleichzeitig als Prozessor und Speicher.
$3$
Bei diesen Berechnungen wird das Zusammenspiel zwischen den Qbits beeinflusstwährend diese von der äußeren Umgebung isoliert sind. Dadurch kann man Quantencomputer dazu zu bringen eine Faktorisierung, deutlich schneller zu erledigen, als ein normaler Rechner.
Herkömmliche Rechner brauchen bei der Faktorisierung von Zahlen mit jeder hinzukommenden Stelle doppelt so lange, während bei Quantencomputern der Rechenaufwand nur linear zu der Stellenzahl steigt.
Die kleinste sinnvolle Anwendungsmöglichkeit des Shor Algorithmus ist das Finden der Faktoren der Zahl 15. Dafür braucht man einen Sieben-Qubit-Quantencomputer.
Die Chemiker von IBM haben nun ein neues Molekül mit sieben Nuclear Spins - ein Kern aus fünf Fluor- und zwei Kohlenstoffatomen designet, die als Qubits funktionieren können und sich über gepulste Radiofrequenzen steuern lassen.
So steuerte man eine Milliarde mal eine Milliarde dieser Moleküle, und die führten Shors Algorithmus aus und "berechneten" die Zahlen 3 und 5 als Faktoren von 15.
$1$
"Trotzdem das Ergebnis trivial erscheint war eine beispiellose Kontrolle der sieben "spins" während der Berechnung vonnöten, was diese Berechnung zu der kompliziertesten je mit der Quantenberechnung durchgeführen Operation macht.
Sobald wir in der Lage sind diese Berechnung in deutlich größerem Maßstab durchzuführen - sagen wir mit tausenden von Qbits, um wirklich große Zahlen zu faktorisieren - wären fundamentale Veränderungen bei der Implementierung von Verschlüsselung vonnöten', meint Isaac Chuang, Leiter des Forscherteams und inzwischen Associate Professor am MIT.
Zwar ist das Potenzial von Quantencomputern riesig und die aktuellen Fortschritte ermutigend, doch "real World" Quantencomputer sind immer noch Zukunftsmusik.
Die momentanen Quantencomputer sind reine Laborexperimente, die auf nuklear-magnetischer Resonanz basieren. Außerdem sind Quantencomputer sicher nicht für alltägliche Anwendungen wie Textverarbeitung und ähnliches geeignet, daher werden die ersten Quantencomputer wohl eher als Co-Prozessoren zusätzlich zu herkömmlichen CPU’s funktionieren, die dann Aufgaben wie unstrukturiertes suchen, das Modelieren von Quantensystemen oder komplizierte Mathematische Berechnungen ausführen.
Die grundsätzliche Idee zu Quantencomputeren wurde schon um 1970 bis 1980 geboren, jedoch hat man erst heute die notwendige Technologie, um entsprechende Systeme zumindest ansatzweise herstellen zu können.
Der erste Quantencomputer wurde 1998 an der Universität von Kalifornien hergestellt, und bestand aus zwei Qbits. 1999 folgte dann ein 3-Qbit Modell, im August 2000 eines mit 5 Qbit’s und nun ist man erstmals bei 7 Qbit angelangt.
Veröffentlicht am 20.12.2001 00:00:00
Einige Forscher, die im IBMs Almaden Research Center arbeiten, haben die bisher komplexeste Rechenaufgabe mit einem speziellen Quantencomputer durchgeführt. Mit sieben Qbits löste man eine stark vereinfachte Mathematische Aufgabe, die der Grundstock moderner Verschlüsselungsmethoden ist.
Nabil Amer, Manager der IBM-Forschungsgruppe 'Physics of Information" meint dazu:'Dieses Ergebnis beweist einmal mehr, dass Quantencomputer eines Tages möglicherweise in der Lage sein werden, Probleme zu lösen die so komplex sind, dass auch die mächtigsten Supercomputer in Milliarden von Jahren nicht im Stande wären diese zu lösen '
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In der neuen Ausgabe des Wissenschaftsjournals Nature schreiben IBM-Forscher der Stanford University von der ersten Demonstration des 'Shor Algorithmus' was eine Methode ist, die 1994 vom AT&T-Wissenschaftler Peter Shor erfunden wurde. Diese versucht mit Quantencomputern Faktoren von Zahlen zu finden, die zusammen multipliziert wieder die eigentliche Zahl ergeben.
Gegenwärtig ist das Faktorisieren großer Zahlen sehr aufwendig, da herkömmliche Rechner extrem lange für das "auf den Ursprung Zurückrechen" brauchen. Allerdings ist das Ãœberprüfen des Ergebnisses natürlich überaus einfach, da nur multipliziert werden muss.Daher wird diese Methode bei den meisten aktuellen Verschlüsselungsalgorhythmen verwendet.
Ein Quantencomputer verwendet dabei die verschiedenen möglichen Quantenzustände eines Atoms oder Kerns, die es ihnen erlauben, als Quanten-Bits zu arbeiten. Die Q-Bits genannten Quantenzustände fungieren dabei gleichzeitig als Prozessor und Speicher.
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Bei diesen Berechnungen wird das Zusammenspiel zwischen den Qbits beeinflusstwährend diese von der äußeren Umgebung isoliert sind. Dadurch kann man Quantencomputer dazu zu bringen eine Faktorisierung, deutlich schneller zu erledigen, als ein normaler Rechner.
Herkömmliche Rechner brauchen bei der Faktorisierung von Zahlen mit jeder hinzukommenden Stelle doppelt so lange, während bei Quantencomputern der Rechenaufwand nur linear zu der Stellenzahl steigt.
Die kleinste sinnvolle Anwendungsmöglichkeit des Shor Algorithmus ist das Finden der Faktoren der Zahl 15. Dafür braucht man einen Sieben-Qubit-Quantencomputer.
Die Chemiker von IBM haben nun ein neues Molekül mit sieben Nuclear Spins - ein Kern aus fünf Fluor- und zwei Kohlenstoffatomen designet, die als Qubits funktionieren können und sich über gepulste Radiofrequenzen steuern lassen.
So steuerte man eine Milliarde mal eine Milliarde dieser Moleküle, und die führten Shors Algorithmus aus und "berechneten" die Zahlen 3 und 5 als Faktoren von 15.
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"Trotzdem das Ergebnis trivial erscheint war eine beispiellose Kontrolle der sieben "spins" während der Berechnung vonnöten, was diese Berechnung zu der kompliziertesten je mit der Quantenberechnung durchgeführen Operation macht.
Sobald wir in der Lage sind diese Berechnung in deutlich größerem Maßstab durchzuführen - sagen wir mit tausenden von Qbits, um wirklich große Zahlen zu faktorisieren - wären fundamentale Veränderungen bei der Implementierung von Verschlüsselung vonnöten', meint Isaac Chuang, Leiter des Forscherteams und inzwischen Associate Professor am MIT.
Zwar ist das Potenzial von Quantencomputern riesig und die aktuellen Fortschritte ermutigend, doch "real World" Quantencomputer sind immer noch Zukunftsmusik.
Die momentanen Quantencomputer sind reine Laborexperimente, die auf nuklear-magnetischer Resonanz basieren. Außerdem sind Quantencomputer sicher nicht für alltägliche Anwendungen wie Textverarbeitung und ähnliches geeignet, daher werden die ersten Quantencomputer wohl eher als Co-Prozessoren zusätzlich zu herkömmlichen CPU’s funktionieren, die dann Aufgaben wie unstrukturiertes suchen, das Modelieren von Quantensystemen oder komplizierte Mathematische Berechnungen ausführen.
Die grundsätzliche Idee zu Quantencomputeren wurde schon um 1970 bis 1980 geboren, jedoch hat man erst heute die notwendige Technologie, um entsprechende Systeme zumindest ansatzweise herstellen zu können.
Der erste Quantencomputer wurde 1998 an der Universität von Kalifornien hergestellt, und bestand aus zwei Qbits. 1999 folgte dann ein 3-Qbit Modell, im August 2000 eines mit 5 Qbit’s und nun ist man erstmals bei 7 Qbit angelangt.
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