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Erstmals berechnet ein optischer Quantencomputer ein mathematisches Problem

Erstmals hat ein optischer Quantencomputer ein mathematisches Problem berechnet und damit den Schritt von der Theorie in die Praxis gemacht. Der primitive Computer berechnete mit Hilfe von Photonen in einem Silizium-Chip und dem Quantenprogramm Shor's Algorithmus die beiden Primfaktoren von 15. Die Ergebnisse der Arbeit präsentieren die Forscher der Bristol Universität in der aktuellen Ausgabe von Science. Zwar räumten die Forscher ein, dass diese Aufgabe vermutlich von den meisten Menschen schneller hätte gelöst werden können, doch ging es ihnen hier auch eher um die praktische Umsetzung theoretischer Modelle. Erstmals ist es gelungen, einen Quantenchip auf Siliziumbasis mit optischen Glasfaserleitungen für die Ein- und Ausgabe zu realisieren. Die Berechnung von Primfaktoren ist dabei eine Aufgabe, die insbesondere bei der Verschlüsselung anfällt, unter anderem auch bei Internet-Verbindungen. Doch könnten Quantencomputer auch dazu verwendet werden, Quantensysteme selbst zu simulieren, was in den Bereichen der Materialforschung und Pharmazie von großem Nutzen wäre. Mit dem nun fertiggestellten Quantenprogramm wollen die Forscher schon bald entsprechend komplexere rein optische Quantencomputer realisieren.

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Kommentare

meloen
meloen04.09.09 14:07
*gääääähn*
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ninja mac
ninja mac04.09.09 14:12
Versteh kein wort
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user_tron04.09.09 14:15
1 und 1 ist elf. das ist ein Problem, oder?
Ich erwarte von niemanden Zustimmung für meine persönlichen Ansichten ;-)
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sponge12
sponge1204.09.09 14:20
Versteh kein wort

So gehts mir auch
www.aroundpanamericana.de
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schaudi
schaudi04.09.09 14:30
es geht wenn ichs richtig verstanden habe, um eine neue art prozessor der stats mit elektronischen signalen mit optischen Licht (photonen) signalen arbeitet
Hier persönlichen Slogan eingeben.
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jensche04.09.09 14:31
ja. was auch immer...
Gesten habe ich eine Kartoffel gekocht.
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MarcoMarco04.09.09 14:31
"...vermutlich von den meisten Menschen schneller hätte gelöst werden können"

sofern die meisten Menschen überhaupt verstehen worum es geht... (-;
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RA/pdx
RA/pdx04.09.09 14:38
Habe auch keine Ahnung was die mir damit wirklich sagen wollen...
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julibumm
julibumm04.09.09 14:42
Quanten-Mac demnächst?
Loading... █__________] 10%
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macjuice04.09.09 14:45
<Klugscheissmodus ein>
Bei der Primfaktorzerlegung geht es darum, eine Primzahl in andere Primzahlen (also Zahlen, die nur durch eins und sich selbst teilbar sind [es geht um natürliche Zahlen, eine natürliche Zahl ist eine Zahl ohne Nachkommastelle, z.B. 1, 2, 3, 4, ...]) zu zerlegen, die multipliziert wiederum die Primzahl ergeben. Also bei z.B. 1*3*5 = 15.
</Klugscheissmodus aus>
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stefan7704.09.09 14:49
macjuice

Um noch ein bisschen mehr klugzuscheissen: 1 ist keine Primzahl
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macjuice04.09.09 14:50
@stefan77: Da hast du natürlich recht... In der Eile vertut man sich und der Stoff ist ja auch schon Jahrhunderte her xD
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MacDub04.09.09 14:53
Ganz einfach, das ist der erste Schritt zum optischen Computer! Anstatt Elektronen fliessen Photonen durch den zukuenftigen Prozessor. Das eigentlich Sensationelle bei dem Experiment ist, dass es ein Quanten-Computer ist. Quanten Computer loesen komplexe Aufgaben nahezu ohne Zeitverzoegerung! Sie muessen Aufgaben nicht wie bei konventionellen Computern Schritt fuer Schritt loesen.

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Jannik04.09.09 14:56
Na was habt ihr denn alle sonst können sich Mac User doch auch immer für technik begeistern ich finds auf jedenfall interessant.
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crossinger04.09.09 15:07
MacDub

Und warum ist der Prototyp noch langsamer als Menschen? Ist keine Fangfrage, sondern aus ehrlichem Unwissen gefragt.

*J*
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analyst04.09.09 15:12
Mir fehlt in der Meldung noch der Schlusssatz:
"Ob allerdings optische Quantenprozessoren schon in den nächsten Macs eingesetzt werden, ist noch fraglich. Zumal Apple ja vor 3 Jahren erst auf Intel-Prozessoren geswitched ist."

Was ist los MTN, das schreibt ihr doch sonst immer unter Technologie-Meldungen
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Garpy
Garpy04.09.09 15:24
macjuice
Ist denn 15 eine Primzahl? Ich denke nicht, daher kann irgendwas an Deiner Beschreibung nicht stimmen, oder?
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MacDub04.09.09 15:24
@ crossinger

Der Grund liegt teilweise an den verwendeten Instrumenten. Laut Veroeffentlichung werden nur 'relativ' billige Ein-Photonen Quellen und Detektoren verwendet. Deshalb funktioniert nicht jede Messung mit jedem Photon. Die Taktung des 'Photonenprozessors' ist nur 100Hz soweit ich das verstehe. Eine 'Berechnung' dauert 30 Sekunden. Die selbe Berechnung wird also 3000 mal wiederholt, bevor das Ergebnis mit einer Genauigkeit von 99 Prozent feststeht.
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ex_apple_user_neu04.09.09 15:27
Und warum ist der Prototyp noch langsamer als Menschen? Ist keine Fangfrage, sondern aus ehrlichem Unwissen gefragt.
Weil 15 sehr einfach ist. Bei größeren Zahlen wird der Rechner schneller sein.
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MetallSnake
MetallSnake04.09.09 15:55
@stefan77
Per Definition ist die 1 eine Primzahl.
Das Schöne an der KI ist, dass wir endlich einen Weg gefunden haben, wie die Wirtschaft weiter wachsen kann, nachdem sie jeden Einzelnen von uns getötet hat.
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XouTube
XouTube04.09.09 16:12
@MetallSnake
Die Zahl 1 ist keine Primzahl

Wikipedia
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Charriu04.09.09 16:16
Garpy, das Ergebnis muss keine Primzahl sein. Weil wenn amn mit der Primfaktorzelergung nur Primzahlen zerlegen könnte, wären die Primzahlen ja obsolet, weil sie durch mehr als sich und die 1 teilbar wären (eben durch andere Primzahlen).
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cube
cube04.09.09 16:48
Ich wage mal eine Prognose: falls die Menschheit in 30-50 Jahren noch existieren sollte und die Entwicklung im Computer Bereich so weitergeht - werden Quanten Computer der Normalfall sein und die nachfolgenden Generationen unsere Maschinen nur milde belächeln.
Es werden Dinge möglich sein - von denen wir heute nicht mal träumen.
Aber wir leben heute und ich warte sehnsüchtig nach einem neuen IMac in den ich mich sofort verliebe ( wie einst den Cube ! ) Ein neues Designschmuckstück auf dem neuesten stand der T echnik
Genieße das Leben - du hast nur eines
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stefan7704.09.09 17:32
cube

Da reicht es auch schon 25 Jahre in die Vergangenheit zu sehen. Der C64 oder Schneider CPC6128 waren damals aktuell. 64 bis 128 kilobyte RAM, 1 Mhz, Disketten mit 178 kB pro Seite, die man auch schon mal gebraucht gekauft hat. Und die Grafik-Auflösung war 160x200 bei 16 Farben.
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arminhempel
arminhempel04.09.09 17:54
@macjuice: Um mal die zynisch angedeutete Klugscheißerei als solche zu entlarven: Primzahlen lassen sich schlecht in andere Primzahlen zerlegen, sonst wären es keine Primzahlen. Nur Zahlen, die keine Primzahlen sind, lassen sich in Primfaktoren zerlegen.
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Philundseincube
Philundseincube04.09.09 21:31
ich finds auf jedenfall interessant.


Ich...
Wir sind die Architekten unseres eigenen Lebens.
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westmeier
westmeier04.09.09 21:55
<Klugscheissmodus ein>
Bei der Primfaktorzerlegung geht es darum, eine Primzahl in andere Primzahlen (also Zahlen, die nur durch eins und sich selbst teilbar sind [es geht um natürliche Zahlen, eine natürliche Zahl ist eine Zahl ohne Nachkommastelle, z.B. 1, 2, 3, 4, ...]) zu zerlegen, die multipliziert wiederum die Primzahl ergeben. Also bei z.B. 1*3*5 = 15.
</Klugscheissmodus aus>
Muharrharr! Selten so gegrinst! Was ist das Wesen einer Primzahl? Genau! Sie ist nur durch sich selbst und durch 1 teilbar. Wie kommst du also darauf, dass 15 eine Primzahl ist - wenn du selbst schreibst, dass sie in 3 und 5 zerlegbar ist!?
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ex_apple_user_neu04.09.09 22:39
Es werden Dinge möglich sein - von denen wir heute nicht mal träumen.

Computer werden immer das tun, was wir in den Programmen anweisen.
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Christian Fries04.09.09 23:18
Computer werden immer das tun, was wir in den Programmen anweisen.

Das tun sie bei den sehr einfachen Regeln die Fraktale erzeugen (Apfelmaennchen) ja auch. Dennoch ist das Resultat verblueffend und kaum zu begreifen...

Ein echter Quantenkomputer wird komplexe Probleme in kurzer Zeit loesen (siehe NP/P). Auch das Knacken von Codes. Viele Systeme auf die wir heute bauen (Verschluesselung von Banktransaktionen) werden wahrscheinlich mit einem schlag unsicher...
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Ampelmann05.09.09 00:37
Ein echter Quantenkomputer wird komplexe Probleme in kurzer Zeit loesen (siehe NP/P).

Es wird nicht wahrer dadurch, dass man es immer wieder behauptet ...

Sofern NP nicht gleich P ist kann ein Quantencomputer sicher KEINE NP-vollständigen Probleme effektiv lösen. Und wenn NP=P ist, dann kann das eh jeder klassische Computer.

Es gibt nur ein bis zwei Probleme, die (vermutlich) nicht in P liegen und mit einem QC effektiv gelöst werden können. Eins davon ist die Faktorisierung von Zahlen.

Anders ausgedrückt: QCs sind (außer evtl. für Militärs) vollkommen nutzlos.
Auch das Knacken von Codes.

Nein. Das Faktorisieren von Zahlen. Bei den aktuell verwendeten asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren ist es aber halt genau das, was man machen muss.

Das gute, alte One-Time-Pad bleibt auch für einen QC unknackbar. Sollten QCs tatsächlich irgendwann mal sinnvolle Größen erreichen (was ich stark bezweifle) wird alles Wichtige eh nur noch mit One-Time-Pads verschlüsselt (und zwar schon lang vorher).
Viele Systeme auf die wir heute bauen (Verschluesselung von Banktransaktionen) werden wahrscheinlich mit einem schlag unsicher...

Nein.

Für das Faktorisieren der heute in der Verschlüsselung verwendeten Zahlen werden Quantenregister mit zehntausenden QBits benötigt. Wir sind heute so bei sieben. Es wird zwar immer wieder behauptet, dass optische QCs skalierbar wären, aber gezeigt wurde das noch nicht. Immerhin sind die optischen QCs jetzt da, wo die Festkörper-QCs schon vor ein paar Jahren waren. Die haben sich aber seither kein Stückchen weiter entwickelt.

Ich bin 33 und hab einige Jahre in der Quanteninformationstheorie als Physiker geforscht. Ich bin mir sicher, dass skalierbare QCs nicht erleben werde.
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