Google Quantum Computer funktioniert
Die Suchmaschine glaubt, dass die D-Wave-Maschine ihre Funktionsprinzipien bestätigt hat
Quantencomputer sind Computer, die auf der Basis von Quanteneffekten arbeiten. Die Verwendung der ungewöhnlichen Eigenschaften von Quantenüberlagerung und Quantenverschränkung kann zu einem signifikanten Produktivitätssprung führen. Es kann um mehrere Größenordnungen wachsen. Dieses Wachstum kann in vielen Bereichen der Arbeit mit Wissen neue Möglichkeiten eröffnen: Systeme der künstlichen Intelligenz, Simulation verschiedener Prozesse und Prognosen.Daher sind viele staatliche Forschungslabors und IT-Giganten stark an diesem Bereich interessiert. Zum Beispiel IBM und MicrosoftArbeiten am Quantencomputer. Google bleibt auch nicht zurück. Im Jahr 2013 kaufte eine Suchmaschine eine Quantenmaschine von D-Wave. Dieses kanadische Startup präsentiert sein Produkt als den weltweit ersten kommerziell erhältlichen Quantencomputer. Das Problem ist, dass die Wissenschaftler nicht sicher waren, ob die D-Wave-Chips tatsächlich Quanteneffekte verwenden, um die Berechnungen durchzuführen. Am 8. Dezember gab Google bekannt, dass eine Bestätigung dafür vorliegt.Im Jahr 2013 kaufte Google eine Quantenmaschine von D-Wave. Der Computer wurde im Ames Research Center der NASA in Mountain View, Kalifornien, installiert. Seit zwei Jahren untersuchen Forscher die Mechanismen der Quantenglühmethode und die Möglichkeit ihrer Anwendung. Der Betrieb von D-Wave-Geräten sorgte unter Experten der Quantenphysik für Kontroversen: Sie konnten nicht einstimmig den Schluss ziehen, dass die Geräte wirklich wie angegeben funktionieren und die versprochene Rechengeschwindigkeit erreichen können.Zu den Skeptikern gehört beispielsweise Matthias Troyer. Ein Physiker der Schweizerischen Hochschule Zürich stellt die Geschwindigkeit solcher Maschinen in Frage. Nach der Untersuchung der frühen D-Wave-Chips kam seine Gruppe zu dem Schluss, dass die Mikroschaltungen keine besonderen Vorteile gegenüber herkömmlichen Computern bieten.Jetzt behauptet Google, sie hätten Beweise. Die Leistung einer D-Wave-Maschine und eines herkömmlichen Computers mit einem einzelnen Prozessor wurde verglichen. Eine spezielle Aufgabe wurde geschaffen, um eine signifikante Überlegenheit der Rechenfähigkeiten zu beweisen. Ein Quantencomputer kam damit 100 Millionen Mal schneller zurecht als gewöhnlich. Die Grafik zeigt einen Vergleich der Leistung eines herkömmlichen Computers mit der Quanten-Monte-Carlo-Methode (QMC) und
Simuliertes Tempern (SA) mit einer Quanten-D-Wave-Maschine. Auf der rechten Seite erreicht der Vorteil bei Annäherung an 1000 binäre Variablen 10 8 .Selbst der Leiter des Quantenlabors, Hartmut Neven, räumt jedoch ein, dass diese Aufgabe so optimiert werden könnte, dass ein normaler Computer gewinnt oder zumindest auf dem gleichen Niveau liegt. Die Quantenmaschine arbeitete nach dem Prinzip des Quantenglühens , und ein herkömmlicher Computer verwendete ein simuliertes Glühen . Man könnte das verwenden, was Neven selbst als Fehler im Design der D-Wave-Maschine bezeichnet. Google sagt, dass der gezeigte Test immer noch wichtig ist, da gewöhnliche Computer in Zukunft keinen Vorteil mehr haben werden. Es wird in der nächsten Generation von Quantenmaschinen verschwinden.Bei Arxiv.orgGoogle hat ein wissenschaftliches Papier veröffentlicht, das auf den Ergebnissen dieser Studie basiert. Bisher wurden jedoch noch keine Bewertungen dazu verfasst. Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften folgen. In Zukunft wollen Forscher einige Eigenschaften von Quantencomputern verbessern. Zum Beispiel ist es notwendig, die Dichte und Genauigkeit der Verbindungen zwischen Qubits sowie deren Konnektivität zu erhöhen. Die Qubits lehren, nicht nur paarweise, sondern auch in größeren Gruppen zu interagieren. Schematische Darstellung der Verbindungen zwischen Qubits in den Chips der D-Wave 2-Familie.
Die Entwicklung von Quantencomputern kann möglicherweise dazu führen, dass Google-Produkte besser werden: Es gibt Aufgaben, deren Lösung mit herkömmlichen Computern unpraktisch ist. Dies sind jedoch nur entfernte Perspektiven. Die Entwicklung und Implementierung solcher Lösungen wird Jahre dauern. Derzeit sind D-Wave-Maschinen extrem teuer, benötigen große Mengen an flüssigem Stickstoff zum Kühlen und sind nicht universell einsetzbar. Sie können nur ganz bestimmte Aufgaben lösen. Was sind diese Aufgaben, stellt sich immer noch heraus.arXiv: 1512.02206 [quant-ph]Source: https://habr.com/ru/post/de387761/
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