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Unsere Welt zu verstehen: Quantencomputer QuBits

Der noch lange Weg hin zum Quantencomputer

— hmsgnr0191z

Wie man Quantencomputer baut lehrt am MIT Seth Lloyd. Er schreibt:

Seth Lloyd (2006):

A quantum computer is a computer that uses quantum effects such as superposition and entanglement to perform computations in ways that classical computers cannot.

The quantum computers we can build today are small, not only in size but also in power. The largest general-purpose quantum computers available at the time of this writing (2006) have 7 to 10 QuBits and can perform thousands of quantum logic operations per second.

By contrast, a conventional desktop computer can register trillions of bits an can perform billions of classical logic operations per second.

We are already good at making computers with atomic-scale components, we are just not good at making big computers with atomic-scale components.

Since the first quantum computers were constructed a decade ago, however, the number if bits they register has doubled almost every 2 years. Even if this exponential rate of progress can be sustained, it will still take 40 years before quantum computers can match the number of bits registered by today's classical computers. Quantum computers are still a long way from the desktop.

Source: Seth Lloyd: Programming the Universe (2007), p. 7-8

The first, very small, quantum computer was created by the Nobel price winner Dave Wineland in 1995 at the US National Institute of Standards.

See also:

The History of Quantum Computing up to 1997 and up to now
Microsoft sagt voraus ...
Ausblick und Status (2007)
Status (2011)
News
IBM's Cloud Quantum Computer — we are free to play around with it.
The most complex Quantum Computer so far (2015)
A first re-programmable Quantum Computer (2016)
Google's Progress in Quantum Computing (2017 + Meilenstein 2018)
China's Progress in Quantum Computing (2020)
Quantum Computers as of 2017 — eine Bestandsaufnahme 25 Jahre nach der Erfindung des QuBits 1992
Quantum Computers as of 2017 — noch 2 Meinungen und Intels erster Chip (17 QuBits)

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Quantencomputer — Funktionsweise und alles bisher Erreichte — Stand: Jan 2018
IBMs erster "kommerzieller, voll integrierte" Quantencomputer (2019)
Um eine ganze Zahl mit 232 Dezimalstellen zu faktorisieren, bräuchte ein normaler Computer etwa 1.500 Jahre, ein Quantencomputer wäre theoretisch nach einem Tag fertig.
Bisher allerdings ist 15 immer noch die größte Zahl, die ein Quantencomputer als Produkt von Primzahlen darstellen konnte.

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Quantencomputer verstehen — sehr lesenswerte Aufsätze. Man lernt daraus z.B.:
Wie ein QuBit arbeitet — als kleinstmöglicher Quantencomputer überhaupt
Ein Quantencomputer mit 31 QuBits arbeitet zeitlich parallel mit ebenso viel Information wie ein klassischer Computer mit vollem 32 Gigabyte Hauptspeicher. Jedes weitere Qubit verdoppelt die Anzahl gleichzeitig verwendbarer Informationen (d.h. den Hauptspeicher des Quantencomputers).

Um die Speichergröße eines 250 Qubit-Quantencomputers zu erreichen, müsste ein herkömmlicher Computer jedes Atom im Universum als herkömmliches Bit verwenden.
Das Problem der Quanten-Fehlerkorrektur für die äußerst störanfälligen Qubits ist noch ungelöst. Solange das der Fall ist, macht es keinen Sinn, mit Quantencomputern umfangreiche Quanten-Algorithmen ausführen (fast alle schon bekannten sind umfangreich in diesem Sinne). Die Fehlerrate von aktuellen Quanten-Gattern, also elementaren Qubit-Schaltungen, liegt bei 1:100 bis zu 1:1000. Das liegt um viele Größenordnungen über der Fehlerrate herkömmlicher Computer.

Q# — Microsofts Programmiersprache und erste IDE für (vorerst nur simulierte) Quantencomputer (2017, 2019)

aus Notizen zu

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QuBits und Quanten-Computer

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