Quantencomputer löst 9.000-Jahres-Problem in 36 Mikrosekunden

Quantencomputer löst 9.000-Jahres-Problem in 36 Mikrosekunden

Die in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Operation ist das erste Ergebnis dieser Art, das mit dem programmierbaren Photonikprozessor Borealis des kanadischen Startups Xanadu erzielt wurde

Eine Operation, die mindestens 9.000 Jahre gedauert hätte, wurde in 36 Mikrosekunden gelöst: Das ist der neue Erfolg von Quantencomputern, der erstmals durch die Programmierung von Photonen, Lichtteilchen, erreicht wurde. Das Ergebnis, das erste seiner Art, das mit dem programmierbaren Photonik-Prozessor Borealis des kanadischen Startups Xanadu dank einer besonders innovativen Technik erzielt wurde, die die Entwicklung dieser leistungsstarken Werkzeuge vereinfacht, wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. „Es ist eine interessante Arbeit und eine, die einen wichtigen Schritt vorwärts im tiefen Verständnis des Potenzials ermöglicht, das Quantencomputer bieten“, kommentierte Simone Severini, Direktorin für Quantencomputer bei Amazon Web Services (Aws).

Quantencomputer, die Photonen verwenden

Vertiefung



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Die neue Maschine der Xanadu-Forscher gehört zu den Quantencomputern, die Photonen in sich in der Rolle von Qubits, also den Recheneinheiten von Computern, ausnutzen. Es ist eine ziemlich einfache Maschine im Vergleich zu der vor zwei Jahren von Google verwendeten, die als erste herkömmliche Computer überholte und die stattdessen auf Supraleitern basiert und auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (etwa minus 270 ° C) gekühlt werden muss, um zu funktionieren . Grad). Der Erfolg von Xanadu bestand darin, einen herkömmlichen Supercomputer erneut zu schlagen, indem er eine Berechnung in 36 Mikrosekunden durchführte, die mindestens 9.000 Jahre gedauert hätte, aber jetzt einen programmierbaren photonischen Prozessor verwendet und bei Raumtemperatur arbeitet. Die neuen Chips stehen vor „einem wirklich schwierigen Problem, bekannt als Gaußsches Boson-Sampling, dessen Lösung durch traditionelle Computer, die nicht auf Quantenphysik beruhen, lange dauert“, erklärte Severini. „Die Lösung erlaubt es uns, Gruppen von Knoten innerhalb eines komplexen Netzwerks zu identifizieren, um beispielsweise neuronale Netzwerke zu untersuchen oder die Wechselwirkung zwischen Proteinen zu verstehen.“

Wie der Prozessor funktioniert

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Entscheidend für den Erfolg des von Xanadu entwickelten Borealis-Prozessors ist die Verwendung einer neuen Methode, um den Eintritt von Photonen in den Prozessor zu koordinieren. In diesem Fall werden die Lichtteilchen von einem einzigen Generator erzeugt, der eine Art Zug ausgerichteter Photonen erzeugt. Durch das Einfügen der einzelnen Photonen in spezielle Schleifen kürzerer oder längerer Länge wird es möglich, sie zu synchronisieren, was eine Verzögerung bei den ersten verursacht und ihren Eintritt in den Chip, wo die Verarbeitung stattfindet, neu organisiert. Das Modifizieren der Synchronität in kontrollierter Form ermöglicht eine Art Neuprogrammierung der möglichen Wechselwirkungsmomente zwischen den verschiedenen Photonen und hat tatsächlich einen neuen Chiptyp, der in diesem Fall aus Ketten miteinander verbundener optischer Fasern besteht und entsprechend der von Ihnen vorgenommenen Operation programmierbar ist spielen wollen. „Es ist ein wirklich interessantes Ergebnis“, kommentierte Fabio Sciarrino, Leiter des Quantenlabors der Physikabteilung von Sapienza in Rom, „denn die Quantenüberlegenheit wurde durch die Entwicklung einer Plattform erreicht, die sowohl einfach als auch innovativ zugleich ist.“

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