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Quantencomputer-Durchbruch – Wissenschaftler finden mögliche Lösung für die größte Hürde der Technologie

17. August 2020 | Allgemein | Autarkie | Freies Leben | Grenzwissenschaften | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

 

Wissenschaftler haben einen großen Durchbruch bei der Entwicklung von Quantencomputern im großen Maßstab erzielt.

Das „Rauschen“ ist nach wie vor das größte Problem bei der Entwicklung von Quantencomputern und muss gelöst werden, bevor sie in großem Umfang und auf die revolutionäre Art und Weise, wie es geplant wurde, eingesetzt werden können. Das neue Dokument schlägt einen Weg vor, mit diesem Rauschen umzugehen, was wiederum einen Weg zur Kontrolle dieses Rauschens und zur Entwicklung viel besserer Quantencomputersysteme eröffnen könnte.

Quantencomputer könnten potenziell die Art und Weise verändern, wie wir die Technologie nutzen. Sie könnten die Überwindung von Problemen ermöglichen, die mit den heutigen Computern unmöglich zu lösen sind. Dazu benötigen sie jedoch ein ausreichend schwaches Rauschen, um zuverlässig zu sein.

Das Problem des Rauschens ist nach wie vor von zentraler Bedeutung für die Schaffung funktionierender und nützlicher Quantencomputer. Kurz gesagt, es resultiert aus den Fehlern, die auftreten, wenn Quantenwissenschaftler die „Qubits“ beeinflussen, die einen Quantencomputer antreiben, so dass das Rauschen eliminiert werden muss, bevor ein System zuverlässig verwendet werden kann.

Das Rauschen wird umso problematischer, je mehr Qubits vorhanden sind und je größer das System ist, was bedeutet, dass das Problem eine besondere Barriere für den Bau der großen Quantencomputer darstellt, die in der Zukunft als revolutionäre neue Technologie angeboten werden.

 

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Dazu müssen die Wissenschaftler in der Lage sein zu verstehen, wie Rauschen in einem Quantensystem funktioniert. Bisher war dies nur mit sehr kleinen Geräten möglich.

Doch neue Forschungsergebnisse, die in Nature Physics veröffentlicht wurden, umfassen neue Algorithmen, die in viel größeren Quantencomputern arbeiten können.

Und sie wurden bereits erfolgreich auf der IBM Quantum Experience eingesetzt, einer Online-Plattform, die es Forschern ermöglicht, die Quantencomputersysteme der Unternehmen zu nutzen.

Sie stellten fest, dass der Algorithmus in der Lage war, das Rauschen im System erfolgreich zu diagnostizieren – und dabei Probleme zu finden, die zuvor nicht erkannt worden waren.

Wenn Quantencomputer erfolgreich sein sollen, müssen sie präzise kalibriert werden, um Rauschen oder Fehler zu vermeiden. Aber sie müssen auch in der Lage sein, diese Fehler zu korrigieren, wenn man sich bei wichtigen Berechnungen auf sie verlassen will.

Dazu müssen die Quantenwissenschaftler erkennen können, wo die Fehler wahrscheinlich auftreten werden. Wenn sie das wissen, können sie ihre Fehlerkorrektur für die spezifischen Probleme optimieren, anstatt dies auf generische Weise zu tun.

Der neue bahnbrechende Algorithmus ermöglicht es den Wissenschaftlern, besser zu wissen, wie viele dieser Fehler vorhanden sein sollten und wo sie auftreten könnten. Dies könnte in zukünftige Geräte integriert werden, damit sie die Fehler besser korrigieren können.

„Dieses Protokoll eröffnet unzählige Möglichkeiten für neuartige Diagnosewerkzeuge und praktische Anwendungen“, schreiben die Forscher in der neuen Arbeit und weisen darauf hin, dass es auf vielfältige Weise eingesetzt werden könnte, um Quantencomputer beim Umgang mit dem von ihnen erzeugten Rauschen zu verbessern.

 

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„Die Ergebnisse sind die erste Implementierung von nachweislich rigorosen und skalierbaren diagnostischen Algorithmen, die auf aktuellen Quantengeräten und darüber hinaus ausgeführt werden können“, so Robin Harper von der Universität Sydney, der Hauptautor des neuen Artikels.

siehe auch: 

USA: Präsident Trump legt den Grundstein für das Quanten-Internet

Silizium-‚Neuronen‘ könnten Computerprozessoren eine neue Qualität verleihen


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