Willkommen, Gast
Benutzername: Passwort: Angemeldet bleiben:
  • Seite:
  • 1

THEMA: Wie funktioniert ein Quantencomputer

Wie funktioniert ein Quantencomputer 24 12. 2019 07:14 #62648

  • Jo
  • Jos Avatar Autor
  • Offline
  • Forum Neuling
  • Forum Neuling
  • Beiträge: 41
  • Dank erhalten: 21
Hallo zusammen
vor kurzem gab es einen großen Hype das Google es geschafft haben soll, mit einem Quantencomputer einen konventionellen Höchstleitungsrechner um Welten geschlagen zu haben.
Das Netzt ist voller Beiträge wie sueddeutsche.de
Als Informatiker der sehr gut die Prinzipien der konventionellen Rechner versteht habe ich nun versucht einen Einblick in die Quantencomputer zu bekommen.
Einer der vielversprechenderen Informationsquelle ist auf https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/quanten-technik/einfuehrung-quantencomputer/ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Allerdings sind auch in diesem Beitrag für mich viele Dinge unverständlich, z.B.
Kap. Rechnen mit Quantengattern
...Wie lange die Physiker aus Innsbruck ein Ion bestrahlen müssen, damit sich der gewünschte Zustand einstellt, ergibt sich aus der notwendigen Bestrahlungsdauer für die einfachste Grundoperation „NOT“: Nach etwa zehn Mikrosekunden befindet sich ein zunächst nicht angeregtes Ion im angeregten Zustand. Die Forscher haben hier die einfache Negation „NOT“ angewendet und das Qubit einmal von Null auf Eins „umgeklappt“. Wenn sie das Ion nun nur die Hälfte der Zeit bestrahlen, also fünf Mikrosekunden, befindet es sich anschließend genau in dem quantenmechanischen Zwischenzustand, in dem es sich mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent noch im Grundzustand und mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent schon im angeregten Zustand befindet.

10 Microsekunden für ein NOT??? Das macht ein alter Comodore schneller, wie ist das zu verstehen?

...m Gegensatz zur klassischen Informatik ist das Rechenergebnis nicht klar definiert und wird erst bei der Messung über eine sogenannte nichtlokale Wechselwirkung erzeugt. Das geschieht durch die Verschränkung der Qubits, ein weiteres Phänomen der Quantenmechanik. Wenn man ein Qubit des Registers mit Lasern manipuliert, also beispielsweise eine Messung daran durchführt, ändert sich nun instantan – also ohne Zeitverlust – der Zustand des ganzen Registers. Für den Rechenvorgang ist es wichtig, die quantenmechanischen Zustände des Systems zu erhalten – also die Superposition der einzelnen Qubits und deren Verschränkung miteinander....

OK, ich verstehe für Quantenverschränkung gilt die Geschwindigkeitsbegrenzung von C nicht aber es wird dabei ja auch keine Information übertragen. Hier wird nun suggeriert das durch die Quantenverschränkung doch über C Information übertragen werden kann???

Wie kommt der Algorithmus in den Quantencomputer rein?

Ich habe mir von / über Herrn Rainer Blatt schon einige Informationen im Netz angeschaut aber dabei nichts gefunden was wirklich die Funktion erklärt oder einen schlüssigen Vergleich zwischen des Von Neumann Prinzips mit dem Prinzip der Quantencomputer herstellt.

Kennt von Euch jemand einen Beitrag der auf die Programmierung eingeht (die Randbedingungen Nahe 0-Punkt, ...) sind mir in diesem Fall zweitrangig.

Danke :whistle: :whistle: :whistle:

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―
Folgende Benutzer bedankten sich: Herethios

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Verwandte Themen

Betreff des ThemasDatum des letzten Beitrages
Wo funktioniert(e) die Hebelwirkung nicht?Montag, 01 Januar 2018
(Gelöst) RSS funktioniert wiederSamstag, 21 Juli 2018
(Gelöst) Vorschau funktioniert nicht..bei mir?Sonntag, 09 September 2018
Neue Tonspur - Wie funktioniert die Welt | GrundlagenFreitag, 04 Dezember 2015
Wie funktioniert eine Quantenfluktuation ohne die Raumzeit?Donnerstag, 23 August 2018

Wie funktioniert ein Quantencomputer 24 12. 2019 09:25 #62650

Jo schrieb: 10 Microsekunden für ein NOT??? Das macht ein alter Comodore schneller, wie ist das zu verstehen?


Der Vorteil der Quantencomputer liegt ja auch sicher nicht in der Prozessionsgeschwindigkeit, sondern dass sehr viele Operationen gleichzeitig ausgeführt werden können. Daher gibt es bestimmte Szenarien wie z.B. das Knacken von Verschlüsselungen, bei denen ein Quantencomputer absolut überlegen ist.

Es dürfte aber auch andere Szenarien geben, bei denen ultraschnelle klassische Computer überlegen bleiben. Zumindest denke ich das.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 24 12. 2019 10:09 #62655

  • Jo
  • Jos Avatar Autor
  • Offline
  • Forum Neuling
  • Forum Neuling
  • Beiträge: 41
  • Dank erhalten: 21
Hallo ClausS,
danke für die schnelle Antwort, aber die Frage bleibt ja offen wie es sein kann das ein paar Qbits (bei google waren es glaube ich ca. 50) etwas komplexes berechnen können oder sei es auch nur ein Brute Force für einen Verschlüsselung. In einer Programmiersprache wären das schon locker ein paar hundert Zeilen Code. Wie bekomme ich also den Code in den Quantencomputer mit ein Paar Qbits??
Frohe Weihnachten

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Wie funktioniert ein Quantencomputer 24 12. 2019 13:02 #62670

Wenn ich mich nicht täusche, kann man mit 50 Qbits 250 Fälle gleichzeitig berechnen, das sind etwa eine Billiarde.

Von der genauen Programmierung eines Quantencomputers habe ich leider keine Ahnung.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 24 12. 2019 16:20 #62684

Jo schrieb: Hallo ClausS,
danke für die schnelle Antwort, aber die Frage bleibt ja offen wie es sein kann das ein paar Qbits (bei google waren es glaube ich ca. 50) etwas komplexes berechnen können oder sei es auch nur ein Brute Force für einen Verschlüsselung. In einer Programmiersprache wären das schon locker ein paar hundert Zeilen Code. Wie bekomme ich also den Code in den Quantencomputer mit ein Paar Qbits??
Frohe Weihnachten

Es gab oder gibt einen Quantencomputer (oder Simulation) von IBM online, der hat wohl 4 Qubits. 50 ist oder war wohl die maximale Anzahl, die in Wien gleichzeitig erzeugt und längere Zeit gehalten wurden.

4.5.16 Über IBMs Cloud kann ab heute jeder auf einen Quantenprozessor bestehend aus fünf Qubits zugreifen und Experimente durchführen. Mit dem freien Zugang will Big Blue die Entwicklung von Anwendungen für den Quantencomputer beschleunigen.
10.1.19 Leistungsschau in Las Vegas: IBM präsentiert den weltweit ersten kommerziellen Quantencomputer mit 20 Quantenbits. Die Anlage ist zwar nicht zu kaufen, wird aber über die Cloud für Nutzer zugänglich sein.
www.ibm.com/quantum-computing/

Der Computer ist schon größer als die Qubits, aber die CPU hat eben nur ein paar Qubits, das sind wohl die üblichen Register, weiterer Speicher ist dann nur noch digital.
Folgende Benutzer bedankten sich: Jo

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 12:50 #62855

  • Jo
  • Jos Avatar Autor
  • Offline
  • Forum Neuling
  • Forum Neuling
  • Beiträge: 41
  • Dank erhalten: 21
In dieser Videoreihe findet man auch Informationen auf einem sehr allgemeinen Level

Doktor Whatson

Aber nach der Frage wie ich tatsächlich was auf einem Quantencomputer programmieren kann und wieso der Superzustand nicht nur ein Zufallsgenerator ist bleibt mir weiterhin verschlossen

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 14:18 #62860

Also bei mir ist da auch Unverständnis , durch Verschränkung und so weiter kann man 10 hoch X Möglichkeiten gleichzeitig durchrechnen .
Eine Verschlüsselung zu knacken muss man 10 hoch X Möglichkeiten durchrechnen .

1 Baut man Quantencomputer nur um Verschlüsselungen zu knacken den andere Anwendungsgebiete sehe ich nicht .
2 Wird es dann nicht Verschlüsselungen geben die durch Quantencomputer nicht mehr geknackt werden können .
3 Sehe ich den einzigen Vorteil im Erkenntnisgewinn für die Quantenphysik .

Reichsbanner Schwarz-Rot-Gold

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Reichsbanner Schwarz-Rot-Gold

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 15:28 #62862

  • Jo
  • Jos Avatar Autor
  • Offline
  • Forum Neuling
  • Forum Neuling
  • Beiträge: 41
  • Dank erhalten: 21
Ein Anwendungsfall soll ja künftig auch die Simulation sein (z.B. komplexe Moleküle oder selbst Quanteneffekte) . Nur wie das auch nur ansatzweise gehen soll finde ich nirgends im Netz. Ja, dank div. Beiträge glaube ich mir vorstellen zu können das es neben dem klassischen Zustand 1 oder 0 (also spin up / down) auch einen Superzustand gibt. Aber wieso kommt dabei was vernünfiges raus? Das klingt für mich wie Alchemie :-(
Ich kann mir vorstellen, wie durch Quantenverschränkung ein abhörsicherer Verbindung aufgebaut werden kann (sobald in in der Kommunikationsstrecke am Photon lausche klappt auch das verschränkte Photon um, vioala.
Aber das Programmieren und die Details der Rechenvorgänge bleiben mir ein Rätsel.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 18:19 #62866

  • Cim Borazzo
  • Cim Borazzos Avatar
  • Offline
  • Forum Geselle
  • Forum  Geselle
  • too old to rock'n roll, too young to die
  • Beiträge: 365
  • Dank erhalten: 130
Hallo Jo,

schau mal nach "QISKIT", das ist eine von der IBM bereitgestellte Entwicklungsumgebung. Im Netz finden sich Beschreibungen, Handbücher, Tutorials.



Nachtrag:
Einführungen in die grundsätzliche Funktionsweise von Quantencomputern findest Du in youtube beispielsweise bei
Hendrik Bluhm von der RWTH Aachen SSJiwLz8QSI
brainfaqk u5S-hEvq9SI und -oTGgp3s0VI

"Alles hängt mit allem zusammen"
(Alexander von Humboldt 1769 - 1859)
Folgende Benutzer bedankten sich: Jo, Arrakai

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

"Alles hängt mit allem zusammen"
(Alexander von Humboldt 1769 - 1859)

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 19:59 #62870

heinzendres schrieb: Also bei mir ist da auch Unverständnis , durch Verschränkung und so weiter kann man 10 hoch X Möglichkeiten gleichzeitig durchrechnen .
Eine Verschlüsselung zu knacken muss man 10 hoch X Möglichkeiten durchrechnen .

1 Baut man Quantencomputer nur um Verschlüsselungen zu knacken den andere Anwendungsgebiete sehe ich nicht .
2 Wird es dann nicht Verschlüsselungen geben die durch Quantencomputer nicht mehr geknackt werden können .
3 Sehe ich den einzigen Vorteil im Erkenntnisgewinn für die Quantenphysik .

Denk nur einmal an ein Spiel mit 100 M Pixel, die alle 100 Mal in der Sekunde neu berechnet werden müssen....

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 22:01 #62874

Jo schrieb: .....
.... wieso der Superzustand nicht nur ein Zufallsgenerator ist bleibt mir weiterhin verschlossen

Kommt darauf an wie 'Zufall' definiert, jenseits statistischer Verteilungen lässt sich Zufall systemtheoretisch als' Sinnverweisungszusammenhang' systemintern sinnvoll definieren; woraus sich ein dritter, selbstreferentieller Logikwert generieren ließe - vielleicht entsteht derart auf dem Planeten sogar noch intelligentes und bewusstes Leben. :dry:

- Frieden den Capitulierenden -
Der Ewige Bund grenzenloser Gemeinschaft in bedingungsloser Liebe den DIE EWIGE jedem Menschen ohne jede Voraussetzung schenkt ist der Einzige und Ewige Bund Gottes mit den Menschen!

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

- Frieden den Capitulierenden -
Der Ewige Bund grenzenloser Gemeinschaft in bedingungsloser Liebe den DIE EWIGE jedem Menschen ohne jede Voraussetzung schenkt ist der Einzige und Ewige Bund Gottes mit den Menschen!

Wie funktioniert ein Quantencomputer 28 12. 2019 23:03 #62879

ClausS schrieb: Wenn ich mich nicht täusche, kann man mit 50 Qbits 250 Fälle gleichzeitig berechnen, das sind etwa eine Billiarde.

Von der genauen Programmierung eines Quantencomputers habe ich leider keine Ahnung.


Ich hab das auch schon anders bzw. relativiert gelesen. Das mit den 250 mag stimmen.
Für eine Primfaktorzerlegung mit Shore um RSA zu knacken bräuchte man, so meine Information, anderthalb mal soviele miteinander verschränkte Qbits wie der Schlüssel Bits hat. Das ist dann schon ne ganz andere Nummer. Ob man das hinbekommt? Wenn man soweit ist ist RSA längst Out und man fängt bei mit den elliptischen Kurven von vorn an. Keine Ahnung obs dafür nen Algorithmus ähnlich wie Shore gibt.

PS:
Mir war vor einiger Zeit mal eine Simulation untergekommen die ein paar Qbits (20 oder so) simulieren konnte und eine Handvoll einfache Algorithmen zum Testen... 2-3stellige Zahlen konnte man damit (wenn man Glück hatte) faktorisieren.

assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

assume good faith

Wie funktioniert ein Quantencomputer 29 12. 2019 00:33 #62894

Jo schrieb: .....
.... wieso der Superzustand nicht nur ein Zufallsgenerator ist bleibt mir weiterhin verschlossen

Das hätte ich jetzt überlesen...

Der Witz ist, dass der Zufall in der Überlagerung automatisch modifiziert wird, wie es den komplexen Wahrscheinlichkeiten entspricht. Um diese auszurechnen wäre eben großer Aufwand nötig und kann beim Quantencomputer offen gelassen werden, weil sich dies eben automatisch einpegelt. So stelle ich mir jedenfalls die Idee des Quantencomputers von Haus aus vor. Einfache Zufallsverteilungen lösen ja kein ernsthaftes Problem.

Merilix schrieb: Wenn man soweit ist ist RSA längst Out

Mag sein, aber für bessere Algorithmen braucht man dann womöglich bereits zur Verschlüsselung einen Quantencomputer und den hat nicht so schnell jeder.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 29 12. 2019 12:34 #62921

ra-raisch schrieb: Denk nur einmal an ein Spiel mit 100 M Pixel, die alle 100 Mal in der Sekunde neu berechnet werden müssen....

Also da wird eine GPU immer überlegen sein .

Reichsbanner Schwarz-Rot-Gold

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Reichsbanner Schwarz-Rot-Gold

Wie funktioniert ein Quantencomputer 29 12. 2019 12:39 #62922

  • Jo
  • Jos Avatar Autor
  • Offline
  • Forum Neuling
  • Forum Neuling
  • Beiträge: 41
  • Dank erhalten: 21
Cim Borazzo, Danke, die Videos beantworten was die Programmierung angeht erste Fragen :-)

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Wie funktioniert ein Quantencomputer 29 12. 2019 12:40 #62923

Ggf. noch wichtig anzumerken: Bisher hat noch kein Quantencomputer ein für die Praxis relevantes Problem in zufriedenstellender Zeit gelöst. Die Quantenüberlegenheit wurde an einem Problem demonstriert, das exakt so konstruiert ist, dass ein Quantencomputer es möglichst schnell lösen kann. Ich finde, das relativiert einiges...

The truth is often what we make of it; you heard what you wanted to hear, believed what you wanted to believe.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

The truth is often what we make of it; you heard what you wanted to hear, believed what you wanted to believe.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 29 12. 2019 15:34 #62937

Arrakai schrieb: Ggf. noch wichtig anzumerken: Bisher hat noch kein Quantencomputer ein für die Praxis relevantes Problem in zufriedenstellender Zeit gelöst. Die Quantenüberlegenheit wurde an einem Problem demonstriert, das exakt so konstruiert ist, dass ein Quantencomputer es möglichst schnell lösen kann. Ich finde, das relativiert einiges...


Diese Technik ist noch relativ am Anfang, da sind in der Praxis noch viele zu lösende Probleme. Zu Beginn der "klassischen" Computer war auch noch nicht absehbar, was die mit der Zeit alles vermögen. Letztlich werden wir denke ich abwarten müssen, wo die Möglichkeiten und Grenzen der Quantencomputer wirklich liegen.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

Wie funktioniert ein Quantencomputer 29 12. 2019 18:28 #62950

  • Jo
  • Jos Avatar Autor
  • Offline
  • Forum Neuling
  • Forum Neuling
  • Beiträge: 41
  • Dank erhalten: 21
Passend zu dem Thread das Sylvestervideo welches gerade von Hr. Gaßner hochgeladen wurde

Rückblick 2019 • Ultima Thule • EHT • Künstliche.Intelligenz • Quantencomputer

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

„Wie ohnmächtig auch die guten und gerechten Menschen sein mögen, sie allein machen das Leben lebenswert.“
―Albert Einstein―

Wie funktioniert ein Quantencomputer 03 01. 2020 14:08 #63191

Viel Spass also einem sollte schon bald wer haben, mit paar irrelevanten stellen auf seinem Konto. :D



jetzt nur noch bauen.

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
**Der Friedrich**

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

Ja ich kann alles, sogar definieren was ich nicht kann.

Man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können.
**Der Friedrich**

Wie funktioniert ein Quantencomputer 03 01. 2020 14:17 #63193

  • Cim Borazzo
  • Cim Borazzos Avatar
  • Offline
  • Forum Geselle
  • Forum  Geselle
  • too old to rock'n roll, too young to die
  • Beiträge: 365
  • Dank erhalten: 130

Chris schrieb: Viel Spass also einem sollte schon bald wer haben, [...]

Ich habe schon ein Problem damit, die Anmoderation zu verstehen. Hat die eine KI generiert :-) ?

"Alles hängt mit allem zusammen"
(Alexander von Humboldt 1769 - 1859)

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

"Alles hängt mit allem zusammen"
(Alexander von Humboldt 1769 - 1859)

Wie funktioniert ein Quantencomputer 04 01. 2020 01:29 #63248

Netter Vortrag trotz französischen Akzent gut zu verstehen. ;)

@Cim
Der Vortrag auf der 36c3 ist halt was für Nerds die sich auf dem jährlichen Treffen zwischen Weihnachten und Neujahr des Chaos Computerclubs zu Hause fühlen :p

assume good faith

Bitte Anmelden oder Registrieren um der Konversation beizutreten.

assume good faith
  • Seite:
  • 1
Powered by Kunena Forum