Ultimative Methode für Quantum Computing

Forscher behaupten, sie erfanden nur die „ultimative“ Methode für Quantum Computing

Die heute arbeitenden Quantencomputer sind bereits leistungsfähiger als ihre traditionellen Computer-Pendants, aber ein Forscherpaar der Universität von Tokio glaubt, dass sie eine Möglichkeit gefunden haben, diese bemerkenswerten Maschinen noch leistungsfähiger zu machen.

Akira Furusawa und Shuntaro Takeda erläutern in einem in Physical Review Letters veröffentlichten Forschungsbericht ihren neuartigen Ansatz zur Quantenverarbeitung, der es den Maschinen ermöglichen soll, eine weitaus größere Anzahl an Berechnungen durchzuführen als andere Quantencomputer.
Im Zentrum ihrer neuen Methode steht ein grundlegendes optisches Quantencomputersystem – ein Quantencomputer, der Photonen (Lichtteilchen) als Quantenbits (Qubits) verwendet, die Furusawa 2013 entwickelt hat.

Diese Maschine nimmt einen Raum von ungefähr 6,3 Quadratmetern (67 Quadratfuß) ein und kann nur einen einzelnen Lichtimpuls bewältigen, und um ihre Fähigkeiten zu erhöhen, müssen mehrere dieser großen Einheiten miteinander verbunden werden.

Anstatt also nach Wegen zu suchen, um ihre Leistung zu erhöhen, indem sie die Hardware des Systems erweitern, haben die Forscher einen Weg gefunden, eine Maschine über eine Schleifenschaltung mit vielen Lichtimpulsen auszustatten.

Theoretisch könnten mehrere Lichtimpulse, die jeweils Informationen enthalten, unbegrenzt um den Schaltkreis laufen. Dies würde es der Schaltung ermöglichen, mehrere Aufgaben auszuführen, indem sie durch sofortige Manipulation der Lichtimpulse von einem zum anderen wechseln.

Im Gegensatz zu traditionellen binären Bits, die entweder eine Eins oder eine Null sind, sind Qubits verschränkte Teilchen, die entweder eine Eins, eine Null oder beide gleichzeitig sein können.

Diese Qubits ermöglichen es Quantencomputern, Berechnungen viel schneller durchzuführen als normale Computer, aber die meisten Quantencomputermodelle können heute nur ein Dutzend Qubits manipulieren.
Anfang dieses Jahres enthüllte ein Team russischer Forscher ihren Quantencomputer, der 51 Qubits bewältigen konnte, und das war ein großer Durchbruch auf diesem Gebiet.
Furusawa und Takeda glauben, dass sie es geschafft haben, weit darüber hinauszugehen, und behaupten in einer Pressemitteilung, dass einer ihrer Schaltkreise theoretisch über eine Million Qubits verarbeiten kann.

Diese Art von Rechenleistung ist anders als alles, was wir jemals zuvor erlebt haben. Es würde ausreichen, um die größten Computerprobleme von heute zu lösen, Durchbrüche in der medizinischen Forschung zu erleichtern oder große Datensätze zu bearbeiten, um maschinelle Lernmodelle zu verbessern.

Aber der nächste Schritt für Furusawa und Takeda wird darin bestehen, ihre Theorie tatsächlich in ein Arbeitsmodell umzusetzen.

„Wir werden mit der Arbeit an der Entwicklung der Hardware beginnen, nachdem wir alle Probleme gelöst haben, mit der Ausnahme, wie ein Schema erstellt werden kann, das einen Berechnungsfehler automatisch korrigiert“, sagte Furusawa laut The Japan Times.

Wenn es wie erwartet funktioniert, kann dieses System seinem Spitznamen wirklich als „ultimative“ Quantum-Computing-Methode gerecht werden.

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