Jüngsten Berichten zufolge wurde Europas erster Quantencomputer mit mehr als 5.000 Qubits am Forschungszentrum Jülich in Deutschland gestartet. Das Zentrum sagt, dies sei ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von Quantencomputern in Europa. Der Super-Quantencomputer von D-Wave, einem kanadischen Anbieter von Quantencomputersystemen, ist die bisher rechenleistungsstärkste Maschine des Unternehmens. Darüber hinaus wird dieses Produkt zum ersten Mal außerhalb der Firmenzentrale eingesetzt.
Dieser Quantenglühcomputer ist im Wesentlichen die gleiche Idee wie das adiabatische Quantencomputing, das entwickelt wurde, um Optimierungs-und Abtastprobleme zu bewältigen. Der Vorteil des Quanten-Annealing-Verfahrens liegt darin, dass seine Systemstabilität wesentlich höher ist als die des Quanten-Gate-Verfahrens.
Mit diesem Super-Quantencomputer und dem Remote-Cloud-Zugriff D-Wave-Quantensystem etablierte sich das Jülicher Research Center kann das Zentrum frühzeitig an der praktischen Anwendung des Quantencomputings partizipieren. Quantencomputer versprechen, die Arzneimittelentwicklung, die Cybersicherheit und die Finanzmodellierung zu revolutionieren. Sie werden auch die Wettervorhersage und viele andere Bereiche optimieren, die klassische Computer nicht bewältigen können.
Um die kommerzielle Anwendung des Quantencomputings so schnell wie möglich zu realisieren, hat das Zentrum die Jülicher User Infrastructure for Quantum aufgebaut Computer (JUNIQ). Dies wird einen freundlichen Zugang zu Quantencomputersystemen für verschiedene Benutzergruppen in Europa ermöglichen. Das Forschungszentrum Jülich wird künftig Einrichtungen für deutsche und andere EU-Forscher bereitstellen. Unternehmen werden auch Zugriff auf JUNIQ haben, um ihnen bei der Verwendung von Quantencomputern zu helfen.
Die Komplexität der Quantenmechanik: Wie zukünftige Quantencomputer Fehler korrigieren werden
Das Thema Quantenfehlerkorrektur ist weit weniger als „Quantenhegemonie“. Für die Anwendung von Quantencomputern ist die Quantenfehlerkorrektur weitaus wichtiger als die Quantenhegemonie. Welche Art von Fehlerkorrekturverfahren wird also ein praktischer Quantencomputer verwenden?
Im Jahr 1994 bewies der Mathematiker Peter Shor, damals bei den Bell Labs in New Jersey, dass Quantencomputer bestimmte Probleme viel schneller lösen können, sogar exponentiell , als klassische Maschinen. Die Frage ist, können wir einen Quantencomputer bauen? Skeptiker argumentieren, dass Quantenzustände so zerbrechlich sind. Sie behaupten, dass die Umgebung die Informationen in einem Quantencomputer unweigerlich verwirren wird, sodass er überhaupt kein Quantenzustand mehr ist.
Ein Jahr später antwortete Peter Shor: „Das klassische Fehlerkorrekturschema korrigiert Fehler, indem einzelne Bits gemessen werden. Dieser Ansatz funktioniert jedoch nicht für Quantenbits (Qubits). Denn jede Messung würde den Quantenzustand verfälschen und damit die Quantenberechnung stören.“ Shor fand einen Weg, um festzustellen, ob etwas schief gelaufen ist, ohne den Zustand der Qubits selbst zu messen. Dieser Ansatz markierte den Beginn des Gebiets der Quantenfehlerkorrektur.
Als das Gebiet florierte, sahen die meisten Physiker Shors Algorithmus als die einzige Möglichkeit, praktische Quantencomputer zu bauen. Ohne diesen Ansatz gibt es keine Möglichkeit, die Leistung eines Quantencomputers zu steigern. Wenn wir die Leistung von Quantencomputern nicht steigern können, können sie keine wirklich schwierigen Probleme lösen.
Beim Quantencomputing ist die Entwicklung eines fehlerkorrigierenden Codes, aber dessen Implementierung in eine funktionierende Maschine eine andere. Anfang Oktober 2021 verzeichnete ein Forschungsteam unter der Leitung des Physikers Chris Monroe von der University of Maryland jedoch einige Erfolge. Sie berichteten, dass sie erfolgreich mehrere Elemente demonstriert hatten, die für die Funktion von Shors Fehlerkorrekturschleife erforderlich sind.
