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Ist die millionenfache Beschleunigung ein Beweis dafür, dass Google wirklich ein Quantencomputer ist?

2019

Diese Woche kündigte Google einen Durchbruch an, der beweisen könnte, dass sein Quantencomputer tatsächlich Quantenmechanik verwendet. Als Forscher dem D-Wave 2X ein sorgfältig ausgearbeitetes Testproblem gaben, löste der 1.000-Qubit-Computer es 100.000.000-mal schneller als ein klassischer Computer.

Nicht wenige Technologie-Giganten und Regierungsorganisationen investieren in Quantencomputer. Viele von ihnen, darunter Google, die NASA und Lockheed Martin, arbeiten mit den kommerziellen Quantencomputern von D-Wave. Die Idee ist, dass diese Geräte die kontraintuitiven Effekte der Quantenmechanik nutzen können, um Probleme schneller als herkömmliche Computer zu lösen, was potenziell die künstliche Intelligenz, die Materialwissenschaften, die Weltraumforschung und sogar die Google-Websuche verbessern könnte. (Skeptiker haben jedoch vermutet, dass diese praktischen Anwendungen weit hergeholt sind und dass Quantencomputing höchstwahrscheinlich auf ein weniger glamouröses Unternehmen angewendet werden würde: Beweisen der Theorien der Quantenmechanik.)

Unabhängig davon, wie wir Quantencomputer einsetzen möchten, müssen wir zunächst eine große Hürde überwinden: Wir müssen beweisen, dass ein Computer tatsächlich die Quantenmechanik verwendet, um ein Problem zu lösen. Ein Zeichen für QC in Aktion ist die Quantenbeschleunigung - und genau das hat ein Team von Google-Forschern herausgefunden [Offenlegung: Einer der Forscher ist mit diesem Autor befreundet]. In ihrer Arbeit, die auf dem arXiv-Pre-Print-Server veröffentlicht wurde, haben sie ein Problem entworfen, das eine echte Quantenmaschine effektiver lösen kann als eine klassische. Dann warfen sie dieses Problem sowohl für ihren D-Wave 2X als auch für einen klassischen Single-Core-Computer auf. Der D-Wave 2X war bedeutend schneller als die klassische Maschine und 100 Millionen Mal schneller als ein klassischer Computer, auf dem ein Algorithmus ausgeführt wird, der das Quantencomputing nachahmt.

Also hat Google bewiesen, dass ihr Quantencomputer wirklich ein Quantencomputer ist ... richtig? Das D-Wave 2X scheint sicherlich Quanteneffekte zu nutzen. Das Problem, das es löste, sollte für eine Maschine wie die D-Wave einfach und für den Algorithmus, gegen den es konkurrierte, schwierig sein. Es ist, als hätten Sie die Intelligenz einer Physikerin getestet, indem Sie sie mit einem Literaturkritiker konkurrieren ließen, um ein komplexes mathematisches Problem zu lösen. Ich beweise nicht, dass sie eine Mathematikerin im selben Wettbewerb schlagen würde. Wenn die Forscher ein anderes Problem gewählt oder die D-Wave 2X mit einem anderen Algorithmus verglichen hätten, wäre die Quantenmaschine möglicherweise nicht ganz so beeindruckend gewesen.

Außerordentliche Ansprüche bedürfen letztendlich eines außerordentlichen Nachweises. Um Kritiker zu überzeugen, müssen D-Wave-Computer immer wieder das Quantenverhalten demonstrieren. Dabei lernen die Forscher, diese Geräte zu verbessern, damit sie mehr Rechenleistung haben und weniger Fehler begehen. Und das ist ein großer Gewinn für alle.

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