Sind Quantencomputer in 3 Jahren das Maß aller Dinge? [Archiv]

Limit

2013-01-30, 19:45:43

Quantencomputer sind nicht als Ersatz für heutige Rechensysteme brauchbar und werden es vermutlich niemals werden, denn sie sind nur für bestimmte Arten von Problemen praktikabel. Sie werden also eher die herkömlichen Systeme ergänzen und nicht ersetzen.

Für Quantencomputer braucht man ganz andere Programmierparadigmen, d.h. man kann nicht einfach herkömliche Software neu compilieren und sie dann auf einem Quantencomputer laufen lassen. Man muss alle Algorithmen komplett neu erfinden. Wenn man sich anschaut, wie lange der Wechsel von Single- auf Multithreading gedauert hat (und immer noch dauert), obwohl die zugrunde liegende Hardware schon lange vorhanden ist, dann kann man sich vorstellen, dass die Software für Quantencomputer sicher nicht über nacht entwickelt werden wird.

AMD/Intel werden sich frühstens damit befassen, wenn absehbar ist, wie ein Quantencomputer überhaupt aufgebaut sein wird. Bisher ist das immer noch im Bereich der Grundlagenforschung und über konkrete Produkte macht sich noch keiner Gedanken.

Spasstiger

2013-01-31, 09:00:31

Da das nun geklärt ist, arbeiten AMD/Intel auch in diese Richtung, oder ist ihnen das ziemlich egal?
AMD hat sicherlich keine Resourcen dafür übrig, da funktionsfähige Quantencomputer immer noch physikalische Grundlagenforschung sind. Bei Intel weiß man nie so genau, was die im stillen Kämmerlein ausbrüten, aber wenn, dann stecken die auch kein großes Budget in solche Forschungen.

Shink

2013-01-31, 09:31:49

Man muss alle Algorithmen komplett neu erfinden. Wenn man sich anschaut, wie lange der Wechsel von Single- auf Multithreading gedauert hat (und immer noch dauert), obwohl die zugrunde liegende Hardware schon lange vorhanden ist, dann kann man sich vorstellen, dass die Software für Quantencomputer sicher nicht über nacht entwickelt werden wird.
Das ist imo die Untertreibung des Jahrhunderts. Ich behaupte, wenn man alle Informatiker der Welt 10 Jahre an einen Tisch setzt, werden sie es nicht schaffen, ein handelsübliches Programm zu 100% so auf einen Quantencomputer zu portieren, dass es dann schneller läuft als vorher.

Es ist einfach nicht möglich, alle Probleme mit einem Quantencomputer zu berechnen. Manches geht ultraschnell, das meiste aber gar nicht oder nicht schneller als mit einer normalen CPU - nur anders.

Viele Algorithmen für Quantencomputer liefern z.B. auch nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ein korrektes Ergebnis. Für Spezialfälle wie Kryptographie o.ä. reicht es mir aber aus, wenn ich mit 50% Wahrscheinlichkeit ein Passwort geknackt hab. Mein Betriebssystem soll hingegen besser nicht so arbeiten.:freak:

Imo macht Intel und AMD da nichts. IBM übernimmt wie immer die Grundlagenforschung. Wenn die in ihren Servern etwas entsprechendes gut nutzbar eingebaut haben, könnte es in sagen wir mal 10 Jahren oder so auch in den heimischen PC kommen. Dann können wir uns an 2-Klassen-Gesellschaft (lol) und künstlicher Intelligenz (lolololooool) erfreuen.

Tiamat

2013-01-31, 10:05:38

Ich sehe eher die Zukunft für Biocomputer. Aber selbst da wird in 3 Jahren im Homesektor nichts vorzufinden sein. Wozu auch ?

deekey777

2013-01-31, 10:26:29

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=Ps5zgfvofo8#t=2612s

Für Office und Internet braucht man keinen Quantencomputer.

Skysnake

2013-01-31, 11:40:16

Hallo, ich stöbere so durch das Netz und schaue mal wieder auf NBF rein. Dort findet man diesen Artikel (http://nextbigfuture.com/2013/01/dwave-systems-512-qubits-projected-to.html#more) und mir fällt die Kinnlade runter.:eek:

Damit gibt es auch jede Menge Fragen.
Wie ernst nimmt man das bei Intel/AMD?

Nein, dafür haben die auch gar nicht die Ressourcen und Leute. Das ist noch extreme Grundlagenforschung

Wie tauglich sind Quantencomputer (zukünftig) für den Heimanwender?

Gar nie?
Quantenzustände zu preparieren ist nicht wirklich trivial. Die kontrollierten Bedingungen für den sicheren Betrieb wirst du @home kaum bereitstellen können. Vielleicht in 100 oder 200 Jahren, wobei das schon sehr optimistisch geschätzt ist.

Es gibt aber auch gar keinen Grund dafür, einen Quantencomputer @home zu haben. Die Leistung ist einfach gigantisch, die man hat, der Aufwand aber auch. Wenn gibt es zentrale Quantencomputer (Cloude), auf die man mit clients zugreift.

Gibt es bald eine 2-Klassen-Gesellschaft bei Computern?

Gibt es doch schon heute. Wer hat denn nen Cluster bei sich daheim stehen?

Da das nun geklärt ist, arbeiten AMD/Intel auch in diese Richtung, oder ist ihnen das ziemlich egal?
Denen ist das jetzt erstmal ziemlich egal. Damit lässt sich auch auf die nächsten 10 Jahre wohl kein Geld verdienen, und du brauchst einfach Physiker in rauen Mengen, um dich darum zu kümmern. Das ist einfach so abgedrehtes Zeug, das kann nur die Wissenschaft in der Grundlagenforschung leisten.

Immortal

2013-01-31, 14:54:31

Man sollte vielleicht auch noch das hier beachten (meine Hervorhebung):
Venture Capitalist Steve Jurvetson (Draper Fisher Jurvetson is an investor in Dwave Systems) describes the speedup for Dwave Systems' Adiabatic Quantum computers.
Der gute Mann, der das schreibt, hat also ein ureigenes finanzielles Interesse daran, daß möglichst vielen Leuten beim Lesen die Kinnlade runterfällt.

Der Knackpunkt sind dann auch noch die weasel words in der Überschrift: "projected to be" und "for a particular problem". Man sollte sich also nicht von den großen Skalenfaktoren täuschen lassen, für Heimanwender ist das nicht gedacht.

Und mal so aus wissenschaftlicher Sicht... "Faster than the universe"?! Geht's noch?

basti333

2013-01-31, 16:40:28

Ein interessanter Thread, besser ich speicher ihn mal auf meinem Tesafilm ab, falls er gelöscht wird.

Skysnake

2013-01-31, 17:31:42

Die Firma gibts btw noch, Sie machen nur nicht mehr in "Speichermedien" sondern in Zertifikation/Kopierschutz.

Hab vor ner weile erst mit jemanden davon gequatscht :biggrin:

Brillus

2013-02-01, 22:22:29

Bevor wir Quantencomputer bekommen, brauchen wir erstmal Reversible Computing.

Und bei denen ist aktuell noch das Problem wie man die überhaupt designed (in brauchbarer größe). Mein persönlicher Tip ist so in 10 -15 Jahren haben wir CPUs mit zumindest teilweise Reversiblen Schaltblöcken. Und dann nochmal so 10 Jahren bis viellicht dann mal im Supercomputerbereich Quantencomputer gibt.

Gruß Brillus

PS1: So in 20 Jahren brauchen wir reversible Logic um Moors's Law zu halten.
(http://www.informatik.uni-bremen.de/agra/doc/konf/2012_vdat_reversible_circuits_accompl_chall.pdf)

PS2:Ich forsche zwar nicht an Quantencomputer/Reversible Computing aber einige meiner Kollegen an der Uni da bekomme ich so bisschen was mit.

Geldmann3

2013-02-02, 00:01:52

Da kann ich technisch nicht ganz mitreden. Doch ich würde sagen, gegen 2035 hat man in einem mobilen Gerät so viel Rechenleistung wie jetzt der Titan (http://de.wikipedia.org/wiki/Titan_(Computer)) (710TB Ram+18688 Nvidia Tesla K20X GPUs)

Das ist 2035 aber gar nichts mehr, im Gegenteil, Desktop PC's, Netbooks und Tablets, sowie Smartphones sind bis dahin weitgehend tot. Die Rechenleistung befindet sich unauffällig am oder im Körper, kleiner als jetzt eine Knopfzelle.

Die richtig dicken Berechnungen (Games oder fotorealistische Filme, in denen man in Echtzeit die Kamera per Headtracking beeinflussen kann, die daher für jeden Zuschauer in echtzeit neu gerendert werden müssen) sind dann aber schon längst in Rechenzentren ausgelagert, immerhin hat dann jeder sogar Mobil locker 1Gbit Internet Bandbreite Up und Down ohne Volumengrenze um auf diese Rechenleistung zuzugreifen.

Das ist dann die Zeit, in der schon teilweise Quantencomputer verwendet werden. Diese werden dann aber auch nicht für jede Aufgabe das Nonplusultra sein.

immi

2013-02-02, 07:51:05

ux-3

2013-02-02, 13:03:59

Nein.

Neon3D

2013-02-02, 13:41:28

https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=Ps5zgfvofo8#t=2612s

Für Office und Internet braucht man keinen Quantencomputer.

gutes video. darin wird doch recht deutlich, das der quantencomputer in erster linie nur für quantenmechanik zu gebrauchen ist, also ideal um die ganzen unschärfen im mikrokosmos zu berechnen. hätten prof. chow & prof. nimtz sicherlich gut gebrauchen können, als sie bei der tunnelung von licht die unschärfe entdeckt hatten.

Coda

2013-02-02, 14:44:13

immi

2013-02-02, 16:34:21

Das halte ich für ein Gerücht, sonst hätte der Mann schon längst einen Turing Award.

Es war "bloss" ein paper und es bezieht sich auf einen Qantenrechner, hat also mit turingberechenbarkeit nix mehr zu tun (Aussage des Profs (Bliedtner glaub ich...)).

Coda

2013-02-02, 17:03:24

https://de.wikipedia.org/wiki/Quantencomputer#Komplexit.C3.A4t

Brillus

2013-02-02, 17:21:05

In der Uni (10 jahre her) hatte ich zu dem thema mal ein script in der hand. Ein Prof von uns hatte dort ein NP-Vollstaendiges Problem mit einem theoretischen Quantencomputer geloest.
Soll heissen er hatte einen quantenalgorithmus entwickelt, der alle NP-Vollstaendigen Probleme in linearer Zeit loest!
DAS waere ein ECHTES Problem fuer die Kryptographie. Von daher glaube ich auch, dass ein derartiges System von Geheimdiensten unter Verschluss gehalten wuerde - koste es was es wolle.

Allerdings glaube ich eher, dass in dem Artikel Q-Bits und Quantenpunkte durcheinandergeworfen worden sind...
Halte ich für ein Gerücht die 2 bekannten Probleme mit Quantencomputer für Krypto sind zum einen die schnelle Faktorisierung von Zahlen (Stichwort RSA) und das das Schlüssel suchen nur die Quadratwurzel der Zeit bräuchte die ein normaler Rechener bräuchte. Sprich um ein 128 Schlüssel zu knacken braucht ein Quantencomputer solange wie ein normaler Rechner um einen 64 Bit Schlüssel zu knacken.

immi

2013-02-02, 19:10:24

Halte ich für ein Gerücht die 2 bekannten Probleme mit Quantencomputer für Krypto sind zum einen die schnelle Faktorisierung von Zahlen (Stichwort RSA) und das das Schlüssel suchen nur die Quadratwurzel der Zeit bräuchte die ein normaler Rechener bräuchte. Sprich um ein 128 Schlüssel zu knacken braucht ein Quantencomputer solange wie ein normaler Rechner um einen 64 Bit Schlüssel zu knacken.

aeh, ja, ziehe meine these zurueck - hat sich in den letzten Dekaden wohl doch einiges getan, nicht nur technisch... ;)

Wikipedia:
klassisch ist dieses Problem also in O(n) Rechenschritten lösbar. Auf einem Quantencomputer kann man dies mit dem Grover-Algorithmus in lediglich O(\sqrt{n}) Operationen erledigen. Diese Schranke ist scharf,

letzter Satz bringt es auf den Punkt.

mugger

2013-02-03, 00:35:57

3 Jahre ? ne!
eher 13+

Baalzamon

2014-01-03, 12:05:51

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Penetrating-Hard-Targets-NSA-arbeitet-an-Quantencomputern-zur-Kryptoanlayse-2074540.html

Die NSA arbeitet (natürlich) auch unter Hochdruck an der Erforschung von Quantencomputern um die gängigen Verschlüsselungsverfahren auszuhebeln.

Das hier ein Zeitrahmen von etwa 5 Jahre angegeben wird, überrascht mich dann aber doch. Ich hätte nicht damit gerechnet, dass die Technik schon so bald so weit sein würde.

Gipsel

2014-01-03, 14:45:00

Das hier ein Zeitrahmen von etwa 5 Jahre angegeben wird, überrascht mich dann aber doch. Ich hätte nicht damit gerechnet, dass die Technik schon so bald so weit sein würde.Wird sie für praktikable Dinge vermutlich auch nicht sein. Schau Dir mal an, was man vor 15 Jahren als Zeitrahmen für Quantencomputer geschätzt hat. Oder vor wahlweise 60, 50, 40, 30, 20 Jahren in Bezug auf Fusionskraftwerke ;). Der Teufel steckt halt oft im Detail.

Baalzamon

2014-01-03, 15:00:15

Wird sie für praktikable Dinge vermutlich auch nicht sein. Schau Dir mal an, was man vor 15 Jahren als Zeitrahmen für Quantencomputer geschätzt hat. Oder vor wahlweise 60, 50, 40, 30, 20 Jahren in Bezug auf Fusionskraftwerke ;). Der Teufel steckt halt oft im Detail.
Das ist ja auch das, was ich vermutet habe. Na gut, wenn man den Artikel noch mal aufmerksam liest, stellt man auch fest, dass er sagt mindestens fünf Jahre. ;)

Ailuros

2014-01-03, 15:38:53

3 Jahre ? ne!
eher 13+

Ein Jahr seit der thread angefangen hat ist schon vorbei :P

Geldmann3

2014-01-04, 14:54:41

Iruwen

2014-01-04, 15:10:43

Ich denke, dass klassische Verfahren auf Basis von Faktorisierung irgendwann ausgedient haben (http://de.wikipedia.org/wiki/Shor-Algorithmus). Aber man kann quantentheoretische Phänomene ja nicht nur zum Knacken von Verschlüsselungsverfahren verwenden sondern auch um neue zu entwickeln, die Quantenkryptographie umfasst beide Bereiche. Das funktioniert (http://xqp.physik.uni-muenchen.de/publications/files/theses_diplom/diplom_halder.pdf) im Grunde auch schon, so eingeschränkt wie Quantencomputer halt auch noch sind.

Gipsel

2014-01-04, 15:12:52

Man sollte eine Technik in die Verschlüsselung integrieren, dass die Datei bei einer gewissen Anzahl von Versuchen unbrauchbar gemacht wird.Du meinst also Quantenkryptographie? Da kannst Du die Nachricht nicht mehr (unbemerkt) abgreifen, sprich, die Nachricht wird schon beim Versuch sie abzugreifen unbrauchbar. Da hilft dann auch kein Quantencomputer mehr.

Edit: Iruwen war schneller.

Skysnake

2014-01-04, 15:44:52

Na "Unbrauchbar" nicht zwingend. Du weißt halt "nur", dass jemand mitgehört hat, womit du dann halt die Kommunikation einstellst oder halt nochmal sendest.

Im Sinne von nicht knackbarer Verschlüsselung wäre mir zumindest nichts bekannt.

Coda

2014-01-04, 16:37:26

Nein. /Thread

Lokadamus

2014-01-04, 16:57:54

Angenommen, die NSA hätte Quantencomputer. Haben sie nicht, sie forschen noch dran.
http://www.golem.de/news/verschluesselung-nsa-forscht-am-quantencomputer-1401-103681.html

Gipsel

2014-01-04, 17:35:53

Na "Unbrauchbar" nicht zwingend. Du weißt halt "nur", dass jemand mitgehört hat, womit du dann halt die Kommunikation einstellst oder halt nochmal sendest.Du weißt, daß jemand mithört, so daß Du sinnvollerweise die Kommunikation einstellst (oder Datenmüll/Zufallszahlen sendest) und der Lauscher dadurch gerade nicht die Information bekommt, die er abschnorcheln wollte, genau ;).
Und selbst wenn Du das Senden nicht einstellst, kommen die Daten verändert beim Empfänger an, wodurch mit dem sinnvollerweise benutzten bidirektionalen Kommunikationsprotokoll (wie man das von klassischen verschlüsselten Verbindungen kennt, notfalls leicht modifiziert, um auf die veränderten Anforderungen zu reagieren, der Rückkanal ist typischerweise keine Quantenkryptographie-Verbindung sondern eine normale, aber darauf kann der Angreifer ruhig lauschen, damit gewinnt er nichts) schon der Handshake beim Aufbau der Verbindung scheitert. Man kommt also eigentlich gar nicht dazu, sensible Daten zu übertragen. Und selbst wenn der Angreifer erst mittendrin anfängt zu lauschen, bekommt man das ebenfalls sofort mit, die Verbindung bricht praktisch ab. Ist im Prinzip eine Folge des "No Cloning"-Theorems der QM (man kann die übertragende Information nicht kopieren, ohne sie zu zerstören). Solange man da keinen Trick findet, ist alles gut (außer daß es ziemlich unpraktikabel ist, und ich vermute auch mal, daß wird sich trotz der ständigen Erfolgsmeldungen auch nicht so bald ändern).

Lokadamus

2014-01-04, 17:46:31

Und selbst wenn Du das Senden nicht einstellst, kommen die Daten verändert beim Empfänger an... und da hab ich aufgehört zu lesen.
Die Daten werden einfach gespiegelt und gut ist.
http://www.manager-magazin.de/lifestyle/leute/a-860329.html

Anderes Thema, aber auch interessant.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/physiker-speichern-licht-informationen-eine-minute-in-kristall-a-914051.html

Gipsel

2014-01-04, 18:05:00

... und da hab ich aufgehört zu lesen.
Die Daten werden einfach gespiegelt und gut ist.
http://www.manager-magazin.de/lifestyle/leute/a-860329.htmlDas funktioniert gerade nicht. Es hilft ja nicht viel, die Information mit 70% Wahrscheinlichkeit oder so korrekt messen zu können. Das erwähnte No-Cloning-Theorem gilt trotzdem (was gerade das Spiegeln verbietet).
Das Spannende von dem Haroche ist, daß man überhaupt Photonen messen kann, ohne sie zu zerstören (also daß sie absorbiert werden, die Information kann auch zerstört werden, ohne die Photonen zu zerstören, weil die Information z.B. in der Polarisationsrichtung steckt ;)). Fehlerfrei kopiert sind sie damit natürlich nicht. Ein Punkt seiner Forschung war übrigens gerade, wie die Information genau "verloren" geht (also z.B. die Photonen verändert werden).

Lokadamus

2014-01-04, 18:11:27

Das Ding wird in ein paar Jahren gespiegelt werden ohne dass es Verluste gibt. Danach kann man es nur noch verschlüsseln indem Datenmüll mitgesendet wird.
Sobald man besser weiß, wieso die Informationen verloren gehen, wird man Wege suchen, diese zu Verlängern und dadurch die Informationen bekommen. Die Frage ist nur, bis wann es klappt. Wenn die Sache mit dem Kristall klappt, wird man die ganze Kommunikation in einem Kristall zwischenspeichern und in Ruhe die Daten auslesen können.

Langenscheiss

2014-01-04, 18:14:00

Du meinst also Quantenkryptographie? Da kannst Du die Nachricht nicht mehr (unbemerkt) abgreifen, sprich, die Nachricht wird schon beim Versuch sie abzugreifen unbrauchbar. Da hilft dann auch kein Quantencomputer mehr.

Edit: Iruwen war schneller.

Da gibts aber immer noch genug klassische Schnittstellen, bei denen man ansetzen kann.

Ich bin kein Experte, aber nach einem 2-wöchigen Seminar zum Thema Quanteninformation kann ich sagen: Der Quantencomputer wird niemals den klassischen Computer ersetzen. Er kann wenn überhaupt nur für ganz spezielle Dinge einen Vorteil schaffen. Es gibt zwar das Theorem, dass ein Quantencomputer mindestens genauso effizient sein kann, wie ein klassischer Computer, aber in der Praxis, falls es sowas jemals geben wird, kann es nur bei einigen wenigen Dingen (siehe Verschlüsselung) einen tatsächlichen Vorteil geben.

Beispiel: Quantum-Memory benötigt für die Fehlerkorrektur riesige klassische Computerkapazitäten.

Was aber natürlich stimmt, ist, dass man Quantensysteme dazu nutzen kann, Modelle zu simulieren. Die Idee geht auf Feynman zurück, der sich in seiner Faulheit gefragt hat, warum man denn z.B. Wellenfunktionen von komplexen Festkörpersystemen ausrechnen will, wenn die Natur selbst das für einen übernehmen kann. Das heißt, man baut und tuned sich ein System, dass sich im Prinzip genauso verhält, wie das System, was man studieren will, plant aber gleichzeitig Möglichkeiten zur Auslese und Messung des Zustands mit ein.

Es gibt z.B. auch Systeme, welche die Dirac-Gleichung simulieren, in dem Sinne, dass der Hamiltonian, dem das System gehorcht, dem von freien Dirac-Fermionen (also z.B. Elektronen plus spezielle Relativitätstheorie) entspricht. Damit erhält man dann quasi relativistische Effekte in Systemen (Zitterbewegung), die eigentlich gar nicht relativistisch zu beschreiben sind.

Skysnake

2014-01-04, 18:24:22

Jaja, in 5 Jahren :rolleyes:

QM ist nicht so einfach. Verschränkte Photonen zu "clonen" halte ich für sehr sehr sehr gewagt.

Im Prinzip müsste man die Wahrscheinlichkeit mehr oder weniger aus der QM raus nehmen, damit das wirklich funktioniert, was du dir da vorstellst. Das wäre ein extrem fundamentaler Erkenntnisgewinn. So was in der Größenordnung:

Die Erde ist eine Kugel und keine Scheibe
Die Erde ist nicht das Zentrum der Welt und dreht sich um die Sonne

Du weißt, daß jemand mithört, so daß Du sinnvollerweise die Kommunikation einstellst (oder Datenmüll/Zufallszahlen sendest) und der Lauscher dadurch gerade nicht die Information bekommt, die er abschnorcheln wollte, genau ;).
Du willst aber ne gewisse Bandbreite haben, damit hast du eine gewisse Menge an Daten onthefly.

Bei 20ms Latenz zwischen Sender und Empfänger, was definitiv nicht viel ist, und ner 100 MBit/s Verbindung, haste ja 2MBit, also so etwa 244kB an Daten auf der Leitung. Die sind einfach schon mal weg. Du kannst quasi ohne extrem mit der Bandbreite runter zu gehen gar nicht verhindern, dass ein Angreifer auch den vollen Inhalt einer Nachricht bekommen kann.

244kB sind ja nicht gerade wenig! Da passt so manches rein. Der Vorteil ist halt nur, das man sofort weiß, dass da einer mithört, wobei das halt auch die Frage ist, wie gut die Verbindung ist. Die Verbindung wird nie wirklich 100% gut sein. Wenn an Angreifer also "einfach" nur wenig genug mit hört, dann wird das im Rauschen auch unter gehen.

So 0,00001% vom Datenverkehr abhören wird sicherlich nicht auffallen. Wenn das dann der Datenverkehr von und zu ner Bank etc ist, dann reicht das.

Gipsel

2014-01-04, 18:27:51

Das Ding wird in ein paar Jahren gespiegelt werden ohne dass es Verluste gibt.Nein.
Danach kann man es nur noch verschlüsseln indem Datenmüll mitgesendet wird.
Sobald man besser weiß, wieso die Informationen verloren gehen, wird man Wege suchen, diese zu Verlängern und dadurch die Informationen bekommen. Die Frage ist nur, bis wann es klappt.Man weiß im Prinzip, wieso die Informationen verloren gehen (verändert werden): Die Quantenmechanik will es so. Das No-Cloning-Theorem ist bewiesen. Wenn nicht irgendwo ein grundlegender Fehler in der QM steckt, ist das einfach so.
Wenn die Sache mit dem Kristall klappt, wird man die ganze Kommunikation in einem Kristall zwischenspeichern und in Ruhe die Daten auslesen können.Dann kommen immer noch nicht die gleichen qbits beim Empfänger an. Es ist schlicht unmöglich ein einzelnes Photon unbekannter Eigenschaften 1:1 zu kopieren oder verlustfrei zu messen.
Da gibts aber immer noch genug klassische Schnittstellen, bei denen man ansetzen kann.Na klar, wenn Du den Sender oder Empfänger selber kompromittierst (Trojaner), kannst Du die Verbindung so sicher machen, wie Du willst, das hilft dann nicht mehr. Aber mit dem richtigen Verschlüsselungsprotokoll ist die Leitung selber "sicher" zu bekommen, auch wenn klassische Kommunikationswege benutzt werden. Und es gibt ja auch Verschlüsselungsalgorithmen, die nicht auf der Schwierigkeit der (mit Quantencomputer vielleicht mal schnell lösbaren) Primfaktorzerlegung basieren, wo also kein bekannter Angriffsvektor mit Quantencomputern existiert.

Und auch deswegen bin ich hier voll Deiner Meinung:
Ich bin kein Experte, aber nach einem 2-wöchigen Seminar zum Thema Quanteninformation kann ich sagen: Der Quantencomputer wird niemals den klassischen Computer ersetzen. Er kann wenn überhaupt nur für ganz spezielle Dinge einen Vorteil schaffen. Es gibt zwar das Theorem, dass ein Quantencomputer mindestens genauso effizient sein kann, wie ein klassischer Computer, aber in der Praxis, falls es sowas jemals geben wird, kann es nur bei einigen wenigen Dingen (siehe Verschlüsselung) einen tatsächlichen Vorteil geben.Ein Quantencomputer ist eben nicht per se "schneller", er kann nur ein paar Problemklassen vielleicht mal effizienter lösen, weil er komplett anders funktioniert.

Lokadamus

2014-01-04, 18:34:05

Im Prinzip müsste man die Wahrscheinlichkeit mehr oder weniger aus der QM raus nehmen, damit das wirklich funktioniert, was du dir da vorstellst. Das wäre ein extrem fundamentaler Erkenntnisgewinn. So was in der Größenordnung:

Die Erde ist eine Kugel und keine Scheibe
Die Erde ist nicht das Zentrum der Welt und dreht sich um die Sonne

Bei 20ms Latenz zwischen Sender und Empfänger, was definitiv nicht viel ist, und ner 100 MBit/s Verbindung, haste ja 2MBit, also so etwa 244kB an Daten auf der Leitung. Die sind einfach schon mal weg. Du kannst quasi ohne extrem mit der Bandbreite runter zu gehen gar nicht verhindern, dass ein Angreifer auch den vollen Inhalt einer Nachricht bekommen kann.Hast du dich überhaupt einmal mit Sicherheit beschäftigt?
AES galt bisher als 100% sicher, mittlerweile geht man nur noch davon aus, dass es sicher ist.
Wie kommt es, dass kein Verfahren mal 50 Jahre 100% sicher ist?
Die 56Bit Verschlüsselung aus den 90ern ist heute ein Witz und momentan sind nur die aktuellen Verfahren noch "sicher".
Wenn sich jetzt schon einige Leute auf die Sicherheit von QM stürzen und da Sachen finden wie "Wir können es mit großer Wahrscheinlichkeit spiegeln", wie hoch ist da die Sicherheit noch? Selbst bei 70% ist das Ding schon zu unsicher. Und hier fehlen nur die Geräte, damit einige es zu hause testen können ...

Die NSA ist momentan in der Lage ein Großteil der gesamten Internetkommunikation zu spiegeln und zu durchsuchen und das im Klartext. Worüber reden wir eigentlich? Das Hanny und Nanny zu blöd sind ihren eigenen Internetverkehr zu kontrollieren?

Gipsel

2014-01-04, 18:34:31

Du willst aber ne gewisse Bandbreite haben, damit hast du eine gewisse Menge an Daten onthefly.Bandbreite ist bei Verbindungen, die auf der Messung verschränkter Photonen auf Sender- und Empfängerseite basieren ein ganz schlechtes Thema (absolut mies). Nicht umsonst will man darüber ja oft nur den sicheren Austausch der (symmetrischen) Schlüssel abwickeln und die eigentlichen Daten laufen dann verschlüsselt über eine klassische Verbindung (die meisten symmetrischen Schlüsselvefahren sind auch mit Quantencomputern nicht besser angreifbar als mit klassischen, der Angreifer kann hier also ruhig mithören, er kann es nicht entziffern).

Langenscheiss

2014-01-04, 18:40:53

Japp, absolut. Deswegen geht mir die aktuelle Berichterstattung über die Forschung der NSA an Quantencomputer ziemlich auf den Geist. Da das Thema für die Massen als zu komplex angenommen wird, wird das Teil halt als Wunderwaffe verkauft. Son Blödsinn... .

Ich bin stattdessen viel eher gespannt, ob es in Zukunft noch Fortschritte im Bereich Spin-tronics gibt. Ist ja eigentlich auch ein Quantencomputer, weil der Spin nun mal ein quantenmechnanischer Freiheitsgrad ist.

Gipsel

2014-01-04, 18:41:37

Selbst bei 70% ist das Ding schon zu unsicher.Grundlagen der QM würden vielleicht helfen, um zu verstehen, wie das gemeint ist bzw. was es bedeutet. Eine vernünftige Implementation (also eine, die aus Protokollsicht her sicher ist und dann auch wirklich im Quantenlimit arbeitet) verhindert, daß Du die übertragenden Daten abgreifen kannst und als Bonus bekommen es Sender und Empfänger auch noch mit, daß jemand zu lauschen versucht.

Lokadamus

2014-01-04, 18:42:06

Man weiß im Prinzip, wieso die Informationen verloren gehen (verändert werden): Die Quantenmechanik will es so. Das No-Cloning-Theorem ist bewiesen. Wenn nicht irgendwo ein grundlegender Fehler in der QM steckt, ist das einfach so.:| Du meinst also allen ernstes die Erde ist das Zentrum unseres Sonnensystems?

Ich denke, dass früher oder später einer eine doofe Idee hat und ausgelacht wird. Er wird aber Recht behalten. So was gab es schon immer, siehe Antimaterie/ schwarze Masse, was schon in den 50ern vorrausgesagt wurde.
Die Frage ist nur, wie kann ich Daten spiegeln, die ich bisher nicht spiegeln konnte. Kann ich sie einfrieren, mit Laser bearbeiten ohne sie zu zerstören oder brauch ich Felder oder eine Kombination dieser Sachen?
Das Geheimniss der Wissenschaft ist es, dass Sachen, die als bewiesen galten, immer wieder in Frage gestellt werden.
Naja, gut dass es nach deiner Definition keine Quantenteleportation gibt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation Edit: <-- bin ich froh, dass der Artikel schrott ist. Mit Laser herumhantieren usw. ... auf so was dummes muss man erst mal kommen.

Gipsel

2014-01-04, 18:51:36

Teleportation ist keine Kopie (Cloning). Sogar in dem von Dir verlinkten WP-Artikel steht drin, daß der Zustand des zu übertragenden Photons unwiederbringlich zerstört wird.
Insgesamt sind die Experimente ja ganz nett, aber sie zeigen eigentlich nur, daß QM tatsächlich so funktioniert, wie die Theorie sagt ;). Insofern ist Dein "Erde im Zentrum"-Argument schlicht fehl am Platz. Das ist kein Randgebiet, wo man unbekannte Effekte hat und eine neue Theorie bzw. eine Modifikation/Anbau benötigt, das ist der Kernbereich, wo sie ganz offensichtlich sehr gut gültig ist.

Lokadamus

2014-01-04, 18:56:14

Und wie ist das mit Laser und Kristall? Kann ich damit das Licht nicht anders lenken bzw. teilen? Hat das jemand ausprobiert?

Gipsel

2014-01-04, 19:03:43

Skysnake

2014-01-04, 19:21:28

Hast du dich überhaupt einmal mit Sicherheit beschäftigt?
Wohoho, jetzt aber mal langsam mit den jungen Pferden. Du betrittst gerade verdammt dünnes Eis....

Ich würde an deiner Stelle mal lieber nicht so auf die Kacke hauen...

AES galt bisher als 100% sicher, mittlerweile geht man nur noch davon aus, dass es sicher ist.

AES, also der Algorithmus an sich ist noch IMMER! sicher. Das Ding ist von vorne bis hinten durchgecheckt. Was halt zu Unsicherheiten führt ist, ob die Implementierung auch immer richtig ist, ob die Zufallszahlen für die Schlüsselgenerierung wirklich Zufallszahlen sind usw usw usw.

Wie kommt es, dass kein Verfahren mal 50 Jahre 100% sicher ist?

Nimm AES 256/512 und das ist absolut sicher, WENN! es richtig implementiert ist UND es keine fucking gut funktionierenden Quantencomputer gibt...

Ich hatte das mal durchgenommen. Der Knackpunkt ist hier, dass die Brutforce-Methode schlicht nicht funktioniert mit klassischen Computern. Das liegt daran, das es aus QM-Gründen eine minimale Energie gibt, um einen Transistor zu schalten. Man kann also die minimale Energie bestimmen, die für ein Flop benötigt wird. Wenn du das jetzt auf das BrutForce Problem interpolierst, stellste fest, dass du auf der GESAMTE Erde nicht genug Energie hast, um den theoretisch perfekten Rechner mit Energie zu versorgen.... Erst die Primfaktorzerlegung mit Quantencomputern kann dir hier das Genick brechen. Viel wahrscheinlicher ist aber, das NSA usw schlicht dafür gesorgt haben, dass die Algorithmen halt nicht sauber implementiert sind...

Die 56Bit Verschlüsselung aus den 90ern ist heute ein Witz und momentan sind nur die aktuellen Verfahren noch "sicher".

Siehe oben... Du vergleichst hier Äpfel mit Birnen...

Wenn sich jetzt schon einige Leute auf die Sicherheit von QM stürzen und da Sachen finden wie "Wir können es mit großer Wahrscheinlichkeit spiegeln", wie hoch ist da die Sicherheit noch? Selbst bei 70% ist das Ding schon zu unsicher. Und hier fehlen nur die Geräte, damit einige es zu hause testen können ...

Die NSA ist momentan in der Lage ein Großteil der gesamten Internetkommunikation zu spiegeln und zu durchsuchen und das im Klartext. Worüber reden wir eigentlich? Das Hanny und Nanny zu blöd sind ihren eigenen Internetverkehr zu kontrollieren?
:facepalm:

Dir ist schon klar, dass die QM eine der am besten geprüften Theorien überhaupt ist, und das Ding so abartig gut funktioniert, das es schon fast zu schön ist um Wahr zu sein...

Sorry, aber wenn man dich so anschaut, was du schreibst, dann drängt sich einem der Verdacht auf, dass du nicht wirklich Ahnung von QM hast. QM ist nicht ganz leicht zu verstehen, in Wahrheit sogar verdammt schwer zu verstehen. Wenn du nicht wirklich dich damit eingehend auseinandergesetzt hast, dann machts leider auch nicht wirklich Sinn, mit dir darüber zu diskutieren. Sorry für die harten Worte, aber das wäre einfach Zeitverschwendung.

Lokadamus

2014-01-04, 19:23:23

Das mit dem Information eines Laser(pulses) in einem Kristall zu speichern funktioniert erstmal nur mit sehr vielen identischen Photonen (wodurch man nicht mehr im Quantenlimit ist; man hat so viele, daß es reichen würde, ein paar zu messen). Da kann man auch gleich einen Splice an ein Glasfaserkabel basteln (oder die Verluste an einer Krümmung abgreifen). Das hat mit Quantenkryptographie überhaupt nichts zu tun. Versucht man das mit Einzelphotonen, greift wieder das No-Cloning-Theorem.:|
1.) Ich werde dich beim Wort nehmen, wenn man ein besseres Verfahren herausgefunden hat.
2.) Ein Glasfaserkabel zu splicen, erst unter See, galt bis vor ca. 1 Jahr als Ding der Unmöglichkeit. Erst durch die Bericht der NSA ...
3.) Vom Speichern hab ich in diesem Fall noch nicht einmal geredet, sondern davon, dass ich mit einem Kristall einen Lichtstrahl teilen kann. Dann geht der Strahl nicht mehr nur gerade aus, sondern ich hab plötzlich mehrere Strahlen. Da bleibt für mich die Frage, in wie weit ist der Strahl noch Original und die Spiegelungen ebenfalls?

Lokadamus

2014-01-04, 19:30:31

AES, also der Algorithmus an sich ist noch IMMER! sicher. Das Ding ist von vorne bis hinten durchgecheckt. Was halt zu Unsicherheiten führt ist, ob die Implementierung auch immer richtig ist, ob die Zufallszahlen für die Schlüsselgenerierung wirklich Zufallszahlen sind usw usw usw.

Nimm AES 256/512 und das ist absolut sicher, WENN! es richtig implementiert ist UND es keine fucking gut funktionierenden Quantencomputer gibt...Oh, du schreibst, dass 256 sicher wäre? Ähh, moment, da war mal was ...
http://de.wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard#Schw.C3.A4chen_und_Angriffe
Die Forscher Alex Biryukov und Dmitry Khovratovich veröffentlichten Mitte des Jahres 2009 einen Angriff mit verwandtem Schlüssel[11] auf die AES-Varianten mit 192 und 256 Bit Schlüssellänge. Dabei nutzten sie Schwächen in der Schlüsselexpansion aus und konnten eine Komplexität von 2119 erreichen. Damit ist die AES-Variante mit 256 Bit Schlüssellänge formal schwächer als die Variante mit 128 Bit Schlüssellänge.

Gut, dass ich keine Ahnung habe und auch wie ihr still stehe. Es gibt keinen Fortschritt, wir kennen das Universum, die Quanten in und auswendig. Es gibt nichts mehr zu erforschen. Danke an Gipsel und Skysnake.
Wir können Cern abstellen und damit Gelder sparen.
Die Suche nach dem Gottesteilchen können wir auch einstellen. Auch hier wieder Danke an die beiden.
Lasst uns den Gottesstaat ausrufen, wir kennen doch schon das Universum.

Skysnake

2014-01-04, 19:54:13

An die Sache mit dem x Bit Länge habe ich mich auch erinnert, war aber zu faul um nach zu schauen, bei wieviel Bit es genau war. Daher auch das "256/512" Nimmste halt 512 und gut ist.

Und @Cern:
Dir ist schon klar, wie das da aktuell abläuft?

"Wir haben ne Theorie und prüfen ob Sie stimmt, indem wir nachschauen, ob das Teilchen, was wir erwarten auch wirklich da ist."

Und was so cool daran ist, ist das es eben auch da ist.... Und jetzt willst du anfangen und diese verdammt gut geprüfte Theorie einfach mal umwerfen?

Gipsel

2014-01-04, 19:55:59

1.) Ich werde dich beim Wort nehmen, wenn man ein besseres Verfahren herausgefunden hat.Darfst Du gerne.
2.) Ein Glasfaserkabel zu splicen, erst unter See, galt bis vor ca. 1 Jahr als Ding der Unmöglichkeit. Erst durch die Bericht der NSA ...:|
Also ich habe davon schon vor bestimmt 10 Jahren mal gehört. Und das Biegen einer Glasfaser zum Erhöhen der Verluste (die man dann abgreifen kann) ist als Prinzip uralt. Daß es geht, ist lange bekannt. Wir haben jetzt lediglich den Beweis (und nicht nur die auch schon vorher gut begründete Vermutung), daß sie es tatsächlich beinahe flächendeckend tun.
3.) Vom Speichern hab ich in diesem Fall noch nicht einmal geredet, sondern davon, dass ich mit einem Kristall einen Lichtstrahl teilen kann. Dann geht der Strahl nicht mehr nur gerade aus, sondern ich hab plötzlich mehrere Strahlen. Da bleibt für mich die Frage, in wie weit ist der Strahl noch Original und die Spiegelungen ebenfalls?Da brauchst Du nicht unbedingt einen Kristall für, aber egal.
Was passiert mit einem einzelnen Photon, das auf einen Strahlteiler trifft (also 50% werden reflektiert und 50% gehen durch)? Was passiert, wenn die Reflektionswahrscheinlichkeiten abhängig von der Polarisation sind (z.B. horizontal geht durch, vertikal wird reflektiert). Was bedeutet das für das Photon und seinen Zustand (es ist dann eine quantenmechanische Messung, die gegebenenfalls den Zustand des Photons ändert)? Das sind beispielsweise Fragen, die Du Dir stellen solltest. ;)

Edit:
Bei Deinem Kram mit CERN/Gottesteilchen/Ende des Fortschritts läutet bei mir der Trollalarm. Übrigens, hier mal ein Link zur Info, wo ich arbeite (http://www.desy.de) (bin Postdoc da, nicht Klempner). Du liegst also vollkommen falsch mit dem Vorwurf "forschungsfeindlich" und mit einem Gottesstaat habe ich noch weniger am Hut (bin bekennender Atheist).

Lokadamus

2014-01-04, 20:16:53

Da brauchst Du nicht unbedingt einen Kristall für, aber egal.
Was passiert mit einem einzelnen Photon, das auf einen Strahlteiler trifft (also 50% werden reflektiert und 50% gehen durch)? Was passiert, wenn die Reflektionswahrscheinlichkeiten abhängig von der Polarisation sind (z.B. horizontal geht durch, vertikal wird reflektiert). Was bedeutet das für das Photon und seinen Zustand (es ist dann eine quantenmechanische Messung, die gegebenenfalls den Zustand des Photons ändert)? Das sind beispielsweise Fragen, die Du Dir stellen solltest. ;)

Edit:
Bei Deinem Kram mit CERN/Gottesteilchen/Ende des Fortschritts läutet bei mir der Trollalarm, nur mal zur Info.Falscher Ansatz, das bedeutet, es gibt einen Weg, aber auch ein Problem. Was wäre die Lösung für das Problem und was passiert dann?
Wenn ich bisher nur 50% reflektieren kann, was passiert, wenn ich einen 2. Kristall dahinter klemme, um die Sachen, die horizontal durchgegangen sind, so abfangen kann? Steigere ich so die Quote? Hab ich so einen kleineren Verlust? Kann ich den Verlust durch 2 weitere Kristalle weiter verringern?
Laut deinen Kommentaren brauch ich gar nicht mehr mit dem 2. Kristall anfangen und das ist mein Problem. Wir wissen es erst, wenn man es versucht hat. Würdest du so was versuchen wollen oder willst du mir weiterhin sagen, wir kennen schon alles und brauchen es nicht mehr testen bzw. überlegen, ob wir das Problem irgendwie beheben können.

Mein Trollkram beruht auf meine einfache Arbeit als Admin. Wir haben immer mehrere Wege, aber jeder Weg bringt andere Probleme mit sich. Die Frage ist nicht mehr, ob es einen Weg gibt, sondern wie wir die Probleme lösen können und was wäre danach der beste Weg.
Dieses Verhalten sehe ich bei dir nicht. Da gilt die Quantensache als 100% sicher und das Interesse neue Wege zu suchen ist gar nicht mehr vorhanden.
Das selbe auch bei Skysnake, AES sicher, ja, momentan, aber irgendwie wird immer wieder etwas gefunden und wenn wir dazu noch die alten 56Bit heranziehen und überlegen, wie sich die Rechenleistung erhöht hat, dann wird AES irgendwann (vielleicht in 2 Jahren, vielleicht in 10, vielleicht dauert es noch länger) genau so gehackt werden.
Aber ich stell mich nicht hin und sage, es gibt keinen Weg, es ist sicher.
Dann habe ich aufgehört zu forschen und mir Gedanken über die Probleme zu machen, anstatt nach einer Lösung zu suchen.

Gipsel

2014-01-04, 21:15:47

Falscher Ansatz, das bedeutet, es gibt einen Weg, aber auch ein Problem. Was wäre die Lösung für das Problem und was passiert dann?Du meinst, es gäbe für ein Einzelphoton dann genau einen Lichtweg? Nicht ganz, nur wenn Du nachsiehst ;).
Wenn ich bisher nur 50% reflektieren kann, was passiert, wenn ich einen 2. Kristall dahinter klemme, um die Sachen, die horizontal durchgegangen sind, so abfangen kann? Steigere ich so die Quote? Hab ich so einen kleineren Verlust? Kann ich den Verlust durch 2 weitere Kristalle weiter verringern?Die 50% Reflektivität war ein Beispiel, weil Du einen Strahl in zwei aufspalten wolltest. Du kannst da gerne beliebige Verhältnisse annehmen, hilft Dir auch nicht.
Das zweite Beispiel war ja ein Polarisator (läßt eine Polarisationsrichtung durch und reflektiert die andere). Das hatte ich gewählt, weil man häufig den Polarisationszustand als Träger der Information nimmt.
Laut deinen Kommentaren brauch ich gar nicht mehr mit dem 2. Kristall anfangen und das ist mein Problem. Wir wissen es erst, wenn man es versucht hat. Würdest du so was versuchen wollen oder willst du mir weiterhin sagen, wir kennen schon alles und brauchen es nicht mehr testen bzw. überlegen, ob wir das Problem irgendwie beheben können.Einige (viele) Sachen kann man auch schon vorher wissen. Mit blindem Ausprobieren kommt man normalerweise nicht sehr weit. Man muß schon eine Vorstellung von der Sache haben, damit es erfolgversprechend ist. Und das sagt kein Theoretiker, das sagt der Experimentalphysiker.
Mein Trollkram beruht auf meine einfache Arbeit als Admin. Wir haben immer mehrere Wege, aber jeder Weg bringt andere Probleme mit sich. Die Frage ist nicht mehr, ob es einen Weg gibt, sondern wie wir die Probleme lösen können und was wäre danach der beste Weg.
Dieses Verhalten sehe ich bei dir nicht.Weil man spätestens in der ersten Mathevorlesung (eigentlich schon in der Schule) gelernt hat, daß man bestimmte Sachen mit logischen Schlüssen beweisen kann. Dazu gehören auch eine Menge an Beweisen mit Aussagen der Klassen "es gibt eine Lösung" (stell Dir vor, Mathematikern ist es oft wichtiger zu beweisen, daß eine Lösung existiert, als die Lösung zu finden [ist erst der zweite Schritt]! :D) oder auch andersrum "es gibt keine (allgemeine) Lösung". Und ja, es gibt tatsächlich Probleme, die nicht lösbar sind (wenn Du mal darüber nachdenkst, wird das auch sofort klar).

In dem Zusammenhang ist es vielleicht auch ganz interessant, mal über den von Langenscheiß (der ist, soweit ich weiß auch Physiker) weiter oben erwähnten Vorschlag nachzudenken, Quantensysteme zur "Simulation" von anderen Quantensystemen zu benutzen. Oder etwas erweitert, schlicht die (mathematische) Beschreibung bzw. Lösung der Bewegungsgleichungen (oder was auch immer) für ein physikalisches System. Anders als der Mathematiker muß der Physiker hierfür nicht erst nachdenken, ob eine Lösung überhaupt existiert. Denn die Natur zeigt ja, daß sie existiert. Die Natur "löst" die Gleichungen ja ganz offensichtlich. Diese Denke funktioniert natürlich nur für tatsächlich existente oder zumindest erlaubte Systeme. Man kann daraus nicht folgern, daß jedes beliebige System (bzw. ein System mit gewünschten Eigenschaften) existent sein muß.
Und um wieder näher an das Thema zu kommen, kann man mit Hilfe der entsprechenden Formalismen der Quantenmechanik beweisen, daß es kein System geben kann, was beliebige Quantenzustände kopieren kann (bestenfalls bestimmte, was man dann natürlich bei der Quantenkryptographie berücksichtigt).
Aber ich stell mich nicht hin und sage, es gibt keinen Weg, es ist sicher.
Dann habe ich aufgehört zu forschen und mir Gedanken über die Probleme zu machen, anstatt nach einer Lösung zu suchen.Dann hat man Zeit, über tatsächlich Neues nachzudenken statt mit dem Kopf gegen eine Wand anzurennen. Solange es keine Hinweise gibt, daß irgendwas an den Grundlagen der QM faul ist (was auch anderweitig breite Auswirkungen hätte), ist das schlicht vergeudete Zeit. Man kann Techniken perfektionieren, an Limits gehen usw., alles wichtig. Aber um harte Limits (wie das "No Cloning") zu brechen, benötigt es deutlich mehr als einfach nur blind rumzuprobieren. Und so lange keine grundlegend andere Theorie dazu in Sicht ist (es gibt nirgendwo Hinweise darauf und gerade die manchmal beinahe obskur wirkenden Folgen der QM wurden und werden sehr genau getestet), ist das Blödsinn, davon zu fantasieren, daß das Cloning von Quantenzuständen in wenigen Jahren verfügbar sein wird. Es für immer und ewig und unter allen Umständen auszuschließen, wäre fahrlässig. Aber es gibt eben überhaupt keinen Ansatz, wie und wo man an den Grundfesten der QM rütteln wollte oder sollte. Nicht zu vergessen, daß die QM ja eine Unmenge von Dingen beschreibt, was durch Änderungen ja nicht beeinträchtigt werden sollte.

Die praktisch größere Gefahr ist, daß man mit (nicht perfekt arbeitenden) Cloning-Ansätzen die Quantenkryptographie wirklich dazu zwingt, ins Einzelphotonenlimit zu gehen. Und man muß die Statistik und Nachweiseffizienzen genau im Auge behalten, um sicher zu sein bzw. Kopierversuche aufdecken zu können. Dies ist ein großes praktisches Problem.

Lokadamus

2014-01-04, 21:33:17

Du meinst, es gäbe für ein Einzelphoton dann genau einen Lichtweg? Nicht ganz, nur wenn Du nachsiehst ;).Ist genau das nicht das Problem der Quantenphysik? Jedesmal, wenn man nachschaut, dann ist Ende. Wie kann man nachschauen ohne das Ende ist. Man muss es irgendwie beobachten können, ohne dass es das bemerkt. Dazu fehlt irgendwo der Knoten. Ich kopiere doch nicht blind irgendwas. Das geht immer schief. Da brauch ich nur an Frauen und die Farben denken. Es war rot ... burgunder Rot, dunkel oder hell, usw.
Ich muss einen Weg finden, der mir die Sache festhält. Im größeren Maßstab können wir einfach ein Foto machen, aber bei den Quanten ist es zur Zeit unmöglich.

Bei bekannten Sachen ist es falsch noch herumzuexperimentieren. Aber darum auch der Einwand mit dem Higgs Boson Teilchen. Theoretisch hat man dieses schon seit Jahren, praktisch fehlt/ fehlte der Nachweis.

Ich befürchte, die Sachen hängen miteinander zusammen, aber der Knoten ist noch nicht geplatzt.

Du als Experimentalphysiker hast es schon ausprobiert?
Es ändert etwas an meiner Sichtweise, weil ich dann nicht mehr wissen will, ob es gehen könnte, sondern welche Probleme gibt es dabei.
Das wird an deinen Aussagen nicht viel ändern, aber naja ...

Conner_Ray

2014-01-04, 21:49:39

Übrigens, hier mal ein Link zur Info, wo ich arbeite (http://www.desy.de) (bin Postdoc da, nicht Klempner). Du liegst also vollkommen falsch mit dem Vorwurf "forschungsfeindlich" und mit einem Gottesstaat habe ich noch weniger am Hut (bin bekennender Atheist).

Desy, der kleine bruder der GSI :D :D

Gipsel

2014-01-04, 22:27:11

Ist genau das nicht das Problem der Quantenphysik? Jedesmal, wenn man nachschaut, dann ist Ende. Wie kann man nachschauen ohne das Ende ist. Man muss es irgendwie beobachten können, ohne dass es das bemerkt. Dazu fehlt irgendwo der Knoten.Nicht gleich Ende, aber es besteht die Wahrscheinlichkeit, daß das Nachschauen (das Messen) das Objekt selber ändert (je nachdem was man mißt und in welchem Zustand es vorher präpariert wurde).
Und einen Ausweg daraus gibt es laut QM einfach nicht. Man kann rumtricksen wie man will, es bleibt immer eine gewisse Wahrscheinlichkeit übrig, daß man durch die Beobachtung (Messung) etwas verändert hat bzw. alternativ den Zustand eben nicht genau gemessen hat.
Ich muss einen Weg finden, der mir die Sache festhält. Im größeren Maßstab können wir einfach ein Foto machen, aber bei den Quanten ist es zur Zeit unmöglich.Das ist nicht nur zur Zeit unmöglich. Das ist einer der fundamentalen Unterschiede der klassischen Welt und der Quantenwelt. Die Messung selber wirkt auf das vermessene Objekt.
Du als Experimentalphysiker hast es schon ausprobiert?
Es ändert etwas an meiner Sichtweise, weil ich dann nicht mehr wissen will, ob es gehen könnte, sondern welche Probleme gibt es dabei.Selber nicht (also das Cloning-Theorem). Aber bei meiner letzten Veröffentlichung als Erstauthor (da ging es um eine bestimmte Art und Weise, eine kohärente Superposition zweier quantenmechanischer Rotationszustände eines Moleküls zu messen) habe ich im Scherz meinen Chef gefragt, was ich überhaupt als zentrales Ergebnis herausstellen soll, weil das Fazit auf den Punkt gebracht doch eigentlich lauten müßte, daß die QM-Lehrbücher recht haben, die Zustände verhalten sich wie erwartet (haben uns das zeitliche Verhalten angesehen). Hatte nur noch keiner so hingeschaut, wie wir das gemacht haben, die Technik an sich ist interessant und hat eventuell Potential für einige weitergehende Sachen. Egal, ich schweife ab.
Jedenfalls habe ich genug Vertrauen in die QM (die offenbar eine Unmenge von Dingen sehr gut beschreibt) und die abertausende von Physikern und auch Chemikern, die sich damit bereits rumgeschlagen haben, als daß ich da sofort anfangen würde, so fundamental zu zweifeln (da gibt es woanders Dinge, die erheblich wackliger sind).

Gipsel

2014-01-04, 22:31:27

Desy, der kleine bruder der GSI :D :DHat das GSI nicht wegen Finanzproblemen mit FAIR beinahe mit allem Anderen aufgehört? Oder hat sich das wieder gebessert?
Im Übrigen gibt es bei DESY wohl noch ein paar mehr Leute. Daß die GSI mehr Geld braucht, liegt ja erstmal nur an ihrer Milliardenbaustelle da (edit: gerade mal nachgesehen, unser XFEL ist auch nicht wirklich billiger als FAIR, aber dafür früher fertig). Noch sind die mal angepeilten 3000 Leute ja wohl nicht da ;).
Oder habe ich was bei der Entwicklung verpaßt (habe mich auch ehrlich gesagt nicht drum gekümmert, habe nur mal was vor einiger Zeit gehört)?

Lokadamus

2014-01-04, 23:02:59

...Hatte nur noch keiner so hingeschaut, wie wir das gemacht haben, die Technik an sich ist interessant und hat eventuell Potential für einige weitergehende Sachen. Egal, ich schweife ab....Ich wünschte, ich könnte mal zuschauen. Aber einen Dödel-Techniker sucht ihr wohl nicht.
Meiner Meinung nach ist die Frage, welche Wege/ Potential gibt es noch? Sind diese Wege ausgereizt?
Mich erinnert das ein bischen an VPN. Ich hab einige Zeit gebraucht, um zu verstehen, wie die Sache geht. Nachdem ich gesehen habe, dass ich die falsche Sache beobachtet hatte, war der Weg klar und ich konnte alles einrichten, damit wir die VPN als Roadwarrior ohne Probleme benutzen konnten. :)
Bei einem Kunden gab es das selbe Problem, allerdings hatte ich da kurz ein paar Infos zum allgemeinem Netzwerk erhalten und wusste danach, warum es nicht fehlerfrei klappen konnte. Ist schon dumm, wenn man nur einige Server erreichen konnte, aber das Gateway bei den fehlenden Servern ein 2. Internetzugang war. ;)

Gipsel

2014-01-05, 00:59:36

Ich wünschte, ich könnte mal zuschauen.Mit bloßem Auge siehst Du da nicht so viel. Ist eine Vakuumkammer mit einer Handvoll Pumpen, das Ganze schraubt man an ein Metallrohr, aus dem die FEL-Photonen kommen (FEL= Freie-Elektronen-Laser, ja so ein Ding wie ab und zu in "The Big Bang Theory" erwähnt, aber nie gezeigt ;), so ein Teil ist bis zu mehrere Kilometer lang [der von mir genutzte "nur" 300m oder so]). Dann steht 20m weit vom Experiment entfernt noch ein optischer Laser rum (sichtbar bzw., nahes Infrarot, macht sehr kurze [ein paar zehn Femtosekunden] Pulse), aber davon sieht man im Betrieb auch nicht viel, weil das aus Laserschutzgründen meist komplett gekapselt ist und der auch in Rohren läuft. Damit schießt man genau synchronisiert beinahe zeitgleich, aber mit einstellbarer Verzögerungszeit in der Vakuumkammer auf das Target, in unserem Fall war das eben ein kurzer (paar µs) Gaspuls aus einer Düse.
[gelöscht, das führt jetzt zu weit]
Ein paar allgemeine Impressionen, wie das allgemein so aussieht, gibt es vielleicht hier (https://www.google.de/search?q=flash+hamburg+experimental+hall&source=lnms&tbm=isch)
edit: In den Tunnel mit Beschleuniger und Undulatoren für den FLASH-FEL kommt man im laufenden Betrieb übrigens nicht rein, wäre etwas ungesund. Die normalen Nutzer sehen also nur die Experimentierhalle. DESY bietet übrigens auch Touren über das Gelände an (hauptsächlich für Physikstudenten, aber wohl auch Schulklassen). Wenn das in eine Shutdownperiode fällt, gehen die unter anderem auch durch den FLASH-Tunnel (der 3km lange von XFEL ist dafür eher ungeeignet, außerdem wird da noch heftig gebaut).
/edit

Wie auch immer, wenn man gut geplant hat (ist sehr relativ, einige Sachen kann man kaum planen), ist die eigentliche Messung eher langweilig. Man klickt auf einen Startbutton und es läuft eine Weile (bis zu ein paar Stunden, je nach Experiment), man verändert irgendwas und wiederholt das Ganze. Aber meist mißt man maximal 50% einer Schicht (was nicht heißt, daß man den Rest faulenzt, eher anders rum). Viel geht für die Vorbereitung drauf (die ersten ein oder zwei Schichten einer sogenanten Meß- bzw. Strahlzeit typischerweise komplett). Eine typische Meßzeit ist z.B. 8 Schichten lang. Eine Schicht ist bei uns ein 12 Stunden-Block von 7 bis 19 Uhr oder 19 bis 7 Uhr. Wie die verteilt sind, als zusammenhängende 24h (oder gar mehr) Blöcke mit jeweils einem Tag Pause oder irgendwie in 12h Schnipseln verteilt, kann man nur wenig beeinflussen.
Meßzeiten muß man recht lange vorher beantragen, die Anträge (wo man nicht nur reinschreiben muß, was man messen will, sondern auch begründen, daß es wichtig und interessant ist und vor allem auch machbar) werden begutachtet und wenn für gut befunden, bekommt man Meßzeit. Typischerweise wird deutlich mehr beantragt, als verfügbar ist (da kommen Nutzer von überall her, das ist kein Privatvergnügen des DESY, auch wenn es ein wenig Zeit für "inhouse research" gibt), da muß man sich also schon etwas strecken.
Und falls sich das jetzt einer fragt, man hängt auch nicht ständig in Meßzeiten rum (das ist ziemlich stressig, insbesondere, wenn es Probleme gibt, weil man die natürlich zwischen den Schichten zu beheben versucht, damit man seine Meßzeit optimal ausnutzt), man muß ja auch irgendwann die gemessenen Daten auswerten/Paper schreiben und Verbesserungen bzw. neue Experimente planen und bauen.

Conner_Ray

2014-01-05, 01:04:57

Hat das GSI nicht wegen Finanzproblemen mit FAIR beinahe mit allem Anderen aufgehört? Oder hat sich das wieder gebessert?
Im Übrigen gibt es bei DESY wohl noch ein paar mehr Leute. Daß die GSI mehr Geld braucht, liegt ja erstmal nur an ihrer Milliardenbaustelle da (edit: gerade mal nachgesehen, unser XFEL ist auch nicht wirklich billiger als FAIR, aber dafür früher fertig). Noch sind die mal angepeilten 3000 Leute ja wohl nicht da ;).
Oder habe ich was bei der Entwicklung verpaßt (habe mich auch ehrlich gesagt nicht drum gekümmert, habe nur mal was vor einiger Zeit gehört)?
nee, stimmt schon. Strahlzeit gibs wenig, mehr als 2x im Jahr komm ich an keine.
Zumindest wird gebaut, aber vor 2018-2020 ist da nix mit FAIR, leider. aber obwohl FAIR noch rohbau ist tummeln sich da zur zeit schon so um die 1500 leutchen rum, ist seit ein paar jahren echt eng geworden dort. die finanzierung steht aber jetzt auf recht sicheren beinen, die säumigen zahler haben wohl letztes jahr mal was rübergeschoben....

Brillus

2014-01-05, 01:38:19

Angenommen, die NSA hätte Quantencomputer. Wie stark müsste ein Passwort dann sein, um sagen wir einen verschlüsselten TrueCrypt Container zu schützen? Hilft die Verschlüsselung dann überhaupt noch? Oder wird sie dann einfach "ausgehebelt"?

Da es sich hierbei um eine Symetrische Verschlüsselung handelt. Das Problem dahinter ist quasi die Suche in einer Unsortieren Liste aller möglichen Schlüssel. Quantencomputer können Elemente in unsortieren listen in O(sqrt(n)) finden.

Das es bei n bit langen Schlüsseln 2^n verschiedene Schlüssel gibt kann ein Quantencomputer ihn in O(2^n^(1/2)) = O(2^(n/2)) finden.

Oder anders ausgedrückt wenn du einen Angriff mit einem Quantencomputer als Szenario hast benötigst du genau einen doppelt so langen Schlüssel für die selbe Sicherheit.

Ist auserdem auch der Grund warum bei AES eine Schlüsselänge von 256 empfhohlen wird weil 128/2 = 64 schon Bruteforcebar ist (Unter Annahme eines Angriffes per Quantencomputer).

Brillus

2014-01-05, 01:51:42

(die meisten symmetrischen Schlüsselvefahren sind auch mit Quantencomputern nicht besser angreifbar als mit klassischen, der Angreifer kann hier also ruhig mithören, er kann es nicht entziffern).

Würde ich nicht ganz so zustimmen, wie in meinem letzten Post schon geschrieben kann man mit quantencomputern die effektive Schlüssellänge halbieren. Entsprechend muss die Schlüssellänge angepasst werden.

Gipsel

2014-01-05, 04:32:07

Würde ich nicht ganz so zustimmen, wie in meinem letzten Post schon geschrieben kann man mit quantencomputern die effektive Schlüssellänge halbieren. Entsprechend muss die Schlüssellänge angepasst werden.In Grenzen schon. Allerdings setzt das Ganze voraus, daß man immer Quantencomputer hat, die der Schlüssellänge L=log2(N) entsprechende Anzahl von qbits direkt verarbeiten können. Dies wird mit steigender Anzahl qbits aber gewissermaßen exponentiell schwieriger (also jetzt praktisch gesehen). Nimmt man an, daß der Quantencomputer in einem Schritt nur q qbits verarbeiten kann (wobei q<L ist), beträgt die Komplexität gewissermaßen N/sqrt(2^q). Bei festem q hat man also lediglich einen beträchtlichen Speedup von sqrt(2^q), aber streng genommen bleibt es prinzipiell von der Komplexität her O(N). Und selbst wenn man 32qbits oder so am Stück hinbekommt, würde ich noch zweifeln, ob das praktisch dann wirklich schneller wird mit dem Quantencomputer. Momentan dürfte es erheblich einfacher sein, daß Problem "einfach" bei Bedarf mit ein paar zehntausend klassischen CPUs/GPUs anzugehen. Aber gut, daß kann sich langsam ändern.

Skysnake

2014-01-05, 10:34:51

Naja, aber du brauchst doch mit klassischem PCs gar nicht anfangen. Du hast doch eh keine realistische Chance auf Erfolg. Selbst wenn du den schnellsten Supercomputer nutzt, wenn du AES 512 hast.

Ansonsten noch was zum Thema Quantencomputer:
Was hier halt nicht ganz aus den Augen gelassen werden sollte, dass die Sache halt nur für nen sequenziellen Algorithmus betrachtet wird. Durch Parallelisierung kann man da auch wieder entsprechend nen Speedup erreichen. Der "Traum" ist ja quasi die Lösung in einem Clock tick zu haben. Dafür braucht man dann halt wirklich extrem große und krasse Quantensysteme.

Man müsste sich halt "nur" mal anschauen, ob es nicht wie bei klassischen PCs schlicht ein Energielimit gibt. Ich habe da allerdings schon sehr große Hoffnungen. Man braucht zwar für Kühlung usw usw extreme Energiemengen dann, aber das "Rechnen" an sich wird wohl sehr wenig Energie benötigen.

Auf basis von Kristallen hat man wohl inzwischen auch mehrere hundert/tausend qbits realisiert. Die halten wohl nur noch nicht lang genug, und/oder man kann halt mit ihnen noch nicht rechnen. Hatte mal da sehr überraschende Ergebnisse durch Google gefunden, wo ich mit den Ohren geschlackert habe. Mein Stand war ja, das man ne einstellige Zahl von qBits nur hat. Aber mir kam das ehrlich gesagt auch ein bischen spanisch vor. Das roch irgendwie nach Äpfel vs Birnen...

@Gipsel:
Ja, man sieht nicht wirklich viel. War am CERN, sogar unten im Tunnel :biggrin: und an der GSI in Darmstadt. Da durften wir uns sogar den Linearbeschleuniger anschauen und in ne Extruderkammer (wie heisen die Strahlenschutzkammern nochmal? Mir fällt das Wort nicht mehr ein... :ugly:) War schon ganz lustig. Besonders beim CERN beeindruckt halt einfach die schiere Größe. Wirklich viel sehen kann man aber nicht wirklich. Da haste absolut Recht.

Das GEILSTE am GSI war eh, als Sie uns den Behandlungsplatz für Hirntumorpatienten gezeigt haben. Da werden ja Ionen in die reingeballert. Wir sind direkt von der Experimentierhalle (Industriebau, blanke Stahlbetonwände, blose Eisenträger, Messgeräte und Handwerkszeug steht überall rum) rein in eben den Behandlungsraum (PVC Boden, tapizierte weiße Wände, halt wie beim Doktor). Das war mit ABSTAND! das surrealste Erlebnis in meinem Leben :biggrin: Ich bin ohne Witz fünf oder sechs mal in den Raum rein und wieder raus gegangen, einfach weil mic das in dem Moment total überfordert hat. Das war von der Kategorie man sieht Schweine fliegen ;D

In Heidelberg haben wir ja jetzt ne kleine Version davon stehen. Den konnte ich mir aber leider nicht anschauen, und werde ich wohl auch nie.

Conner_Ray

2014-01-05, 16:27:31

In Heidelberg haben wir ja jetzt ne kleine Version davon stehen. Den konnte ich mir aber leider nicht anschauen, und werde ich wohl auch nie.
Da dort inzwischen alles verkleidet ist sieht man nicht viel, aber das gantry dort in heidelberg ist einfach beeindruckend, die patienten liegen innerhalb des Gantrys:
http://www.youtube.com/watch?v=kiRMbXuck7Y
600 Tonnen die millimetergenau Kohlenstoffionen liefern sind schon geil. weltweit einmalig.

ndrs

2014-01-06, 00:53:36

Da dort inzwischen alles verkleidet ist sieht man nicht viel, aber das gantry dort in heidelberg ist einfach beeindruckend, die patienten liegen innerhalb des Gantrys:
http://www.youtube.com/watch?v=kiRMbXuck7Y
600 Tonnen die millimetergenau Kohlenstoffionen liefern sind schon geil. weltweit einmalig.
Die Schleppkabel sind ja lustig :)
Kann man so nen Strahl nicht einfach mit ein paar Spiegeln in die gewünschte Richtung lenken? :freak:

Gipsel

2014-01-06, 01:27:24

Kann man so nen Strahl nicht einfach mit ein paar Spiegeln in die gewünschte Richtung lenken? :freak:Wenn Du einen guten Spiegel für Ionen der Energie basteln würdest, dann vielleicht ;). Ist ja kein Licht. Und selbst mit Licht wird es schon etwas schwieriger, wenn man zu höheren Photonenenergien (kurze Wellenlängen), also z.B. Röntgenstrahlen geht. Röntgenoptik gibt es zwar noch, aber in Richtung Gammastrahlen hört es dann auch irgendwann auf.

ndrs

2014-01-06, 10:23:37

Schon klar. Deswegen ja der Smiley. Aber wenn jemand die passende nötige Beschichtung entwickelt hat, könnt ihr gern bei uns anklopfen kommen ^^

DragonFire

2014-01-13, 12:51:29

Quantencomputer in 3 Jahren ? Von was träumt ihr eigentlich sonnst noch ??

Das Hauptproblem ist doch, das in der Quantenwelt 1 + 1 gleich 2, sondern eher nur wahrscheinlich 2 ist. Wie soll man auf dieser Basis genaue Berechnungen vornehmen ?
Als Heimanwender völlig unbrauchbar und durch die jetzigen zuverlässige und günstige Technik nicht zu ersetzten.
Für einen Quantenrechner braucht man einen Supraleiter, der auf negative Temperaturen gehalten werden muss, welchen man in keiner Gefriertruhe der Welt erreichen kann.

Quantenrechner werden nur für ganz spezielle Gebiete als Unterstützung des klassischen Systems dienen z. B. in der Spionage, um verschlüsselte Daten zu dechiffrieren. Sie werden dann einfach so lange entschlüsselt, bis sie einen Sinn ergeben. Also ein Land kann sich vielleicht so einen Quantenrechner leisten (USA).
Das Programm dazu muss aber auch erst einmal zum Laufen gebracht werden. Solange man aber die Quantenwelt nicht versteht, ist das so gut wie ausgeschlossen und da sind die Wissenschaftler noch gute 50 Jahre entfernt, wenn nicht sogar mehr.

Und die ganzen Artikel, über Forschungsergebnisse und Prognose, dienen einzig und alleine nur für das Beschaffen von Forschungsgelder und der Sponsorensuche. Die sind immer mit vollmundigen und bahnbrechenden Versprechungen vollgemüllt. Eine echte Lösung gibt es vielleicht dann doch irgendwann, aber das werden wir vermutlich oder wahrscheinlich nicht mehr erleben.

Wenn es aber tatsächlich irgendwann möglich ist einen Quantenrechner lauffähig zu machen, dann nützen keine Verschlüsselungstechniken der Welt um Daten sicher zu machen. Selbst wenn sie unbrauchbar gemacht werden, so ist das überhaupt kein Hindernis, sie wieder herzustellen.
Einige Leute können sich einfach das Wort "Unendlich" nicht vorstellen.
Die Rechenleistung eines Quantenrechners ist nicht nur super mega bombastisch groß, sondern das Potenzial tendiert zu unendlich und das eröffnet völlig neue Wege, die man sich nicht vorstellen kann.

Nur leider wegen der Unschärferelation nicht wirklich für jedermann und jede Arbeit zu gebrauchen.

Baalzamon

2014-01-13, 13:06:55

Quantencomputer sind bereits Realität, auch wenn sie nur mit wenigen Qubits arbeiten.

Quantenalgorithmen sind bereits Realität und funktionieren. Shors Algorithmus wurde bereits 2001 auf einem 7 Qubit Rechner implementiert und getestet.

Es stimmt natürlich, dass Quantencomputer die 'normalen' Rechner nicht ablösen werden, da sie eine komplett andere Funktionsweise und Einsatzgebiet haben. Aber davon zu sprechen, dass das alles nur Theorie wäre und man gar nichts davon versteht ist einfach falsch.

Iruwen

2014-01-13, 13:10:54

Herkömmliche Systeme haben ebenfalls berechenbare Fehlerwahrscheinlichkeiten.
Und so wie die Quantencomputer entwickelt sich auch die Quantenkryoptographie weiter.

Conner_Ray

2014-01-13, 13:20:42

Das Hauptproblem ist doch, das in der Quantenwelt 1 + 1 gleich 2, sondern eher nur wahrscheinlich 2 ist. Wie soll man auf dieser Basis genaue Berechnungen vornehmen ?

das geht schon, wenn du z.B mit dem Shor-Algo auf einem Quantencomputer eine primzahlfaktorisierung durchführst würdest, bekommst du am ende deine eindeutigen primzahlen raus und kein "ist gleich in etwa".

Solange man aber die Quantenwelt nicht versteht, ist das so gut wie ausgeschlossen und da sind die Wissenschaftler noch gute 50 Jahre entfernt, wenn nicht sogar mehr.

man versteht die "quantenwelt" schon ganz gut, auch wenn ich gerne zugebe, dass die meisten Leute incl mir es nicht wirklich "verstehen". ich habe aber Vertrauen in die "Quantenleute".

Wenn es aber tatsächlich irgendwann möglich ist einen Quantenrechner lauffähig zu machen, dann nützen keine Verschlüsselungstechniken der Welt um Daten sicher zu machen.
Es gibt auch verschlüsselungsverfahren bei denen ein Quantencomputer keinen Vorteil gegenüber klassichen Methoden hätte. Das ein Quantencomputer prinzipiell jedwede Verschlüsselung knacken kann ist also auch nicht wahr.

Gipsel

2014-01-13, 13:26:07

Quantenalgorithmen sind bereits Realität und funktionieren. Shors Algorithmus wurde bereits 2001 auf einem 7 Qubit Rechner implementiert und getestet.Das funktionierte nur für maximal 4 bit. Die IBM-Demonstration (mit dem 7qbit-Quantencomputer) hat gezeigt, wie man mit Shors Algorithmus die Zahl 15 (was nur eine 4 bit Zahl ist, größere gingen nicht) faktorisieren konnte. Ergebnis war meistens (edit: ab und zu, mal nachgesehen, bei einer Wiederholung der Faktorisierung von 15 mit dem Shor-Algorithmus etliche Jahre später, ergab sich nur in 48% der Fälle das richtige Ergebnis) 3*5. Die Rechendauer betrug 0,72 Sekunden (das macht man bei so kleinen Zahlen im Kopf genau so schnell). Praktische Relevanz nahe Null.

Edit: um mal den Fortschritt zu verdeutlichen, das obige Experiment ist aus dem Jahre 2001. 2012, also 11 Jahre später, konnte man dann schließlich auch 21 als neuen "Weltrekord" faktorisieren (eine 5 Bit-Zahl), was etwas später im Jahr dann auf atemberaubende 143 (bereits eine 8bit Zahl!) gesteigert werden konnte (wobei allerdings dafür nicht der Shor-Algorithmus benutzt wurde und das Ganze auch nur mit der 143 klappt, nicht mit beliebigen anderen Zahlen der gleichen Länge; Grund ist, daß die mit ein paar Annahmen über die Lösung dafür dann weniger qbits benötigen). Also pro guter Dekade eine Verdopplung der Bitzahl (eigentlich noch nicht mal, weil man mit Shor kein einziges Bit weiter gekommen ist, aber egal). Mit dem Tempo holen die die Verschlüsselung nie ein.

Baalzamon

2014-01-13, 13:31:05

Effektiv waren das wohl nur 4 bit. Die IBM-Demonstration (mit dem offiziell 7bit-Quantencomputer) hat gezeigt, wie man mit Shors Algorithmus die Zahl 15 (was nur eine 4 bit Zahl ist) faktorisieren konnte. Ergebnis war meistens 3*5. Praktische Relevanz nahe Null.
Natürlich sind Quantencomputer bisher reine Forschungsgegenstände. Aber alleine die Tatsache, dass der Algorithmus funktioniert demonstriert ja auch was. ;)

john carmack

2014-01-13, 22:13:59

@ Topic

Nun ja... Also ich sag das mal so.

Spätestens wenn man die Strukturen der Prozessoren nicht mehr verkleinern kann (<1nm) muss etwas passieren.

In welche Richtung auch immer - Ob das dann Q-Computer sein werden sei mal dahingestellt!

Und ich gehe mal davon aus das wir die <1nm Grenze irgendwann zwischen 2025 und 2030 erreichen werden.

DragonFire

2014-01-14, 00:59:24

Skysnake

2014-01-14, 09:50:31

Nein, tut man absolut nicht.
Es gibt da ein recht einfach aufgebauter Versuch, der sich Doppelspaltexperiment nennt. Der ist seit etwas 100 Jahren bekannt und niemand, absolut niemand kann erklären warum sich Elektronen mal wie Teilchen und mal wie Wellen verhalten.
Also komm nicht und erzähle, das die Quantenwelt erforscht sei.

Welleteilchendualismus.

Das faellt so btw auch ganz einfach bei der QM mit ab. Warum das so ist, spielt keine Rolle. Man kann es praktisch perfekt beschreiben. Das ist ausreichend.

Iruwen

2014-01-14, 09:50:32

Bis dahin gibt es aber auch entsprechende Verschlüsselungsmethoden, da hört die Entwicklung ja nicht auf. Die Theorie ist der Praxis in der Regel sowieso weit voraus (http://www.cs.ucsb.edu/~chong/290N-W06/BB84.pdf).

Hallo

2014-01-14, 12:05:25

Gipsel, wie viel Leistung kann dieser Laser max. aufbringen? Oder ist dies eher sekundaer.

Gipsel

2014-01-14, 15:43:29

man versteht die "quantenwelt" schon ganz gut, auch wenn ich gerne zugebe, dass die meisten Leute incl mir es nicht wirklich "verstehen". ich habe aber Vertrauen in die "Quantenleute".Verstehen tun die es auch nicht.
Nein, tut man absolut nicht.
Es gibt da ein recht einfach aufgebauter Versuch, der sich Doppelspaltexperiment nennt. Der ist seit etwas 100 Jahren bekannt und niemand, absolut niemand kann erklären warum sich Elektronen mal wie Teilchen und mal wie Wellen verhalten.
Also komm nicht und erzähle, das die Quantenwelt erforscht sei.
Welleteilchendualismus.

Das faellt so btw auch ganz einfach bei der QM mit ab. Warum das so ist, spielt keine Rolle. Man kann es praktisch perfekt beschreiben. Das ist ausreichend.
Und jetzt kommen wir zum Kern. Die Möglichkeit der (meinetwegen auch perfekten) Beschreibung ist noch kein Verständnis, zumindestens in meinem Verständnis. Man muß schon zugeben, daß die QM extrem viele Sachen verflucht gut beschreibt. Aber schon einer der absoluten Größen auf dem Gebiet hat es sehr gut in einem berühmten Zitat zusammengefaßt:
I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.
Von dem gibt es noch ein paar mehr mit ähnlicher Aussage, z.B. im Vorwort seinen Buches zur QED:
While I am describing to you how Nature works, you won't understand why Nature works that way. But you see, nobody understands that.
Jetzt nicht QM, aber trotzdem ein sehr schönes Zitat aus einem Interview 1985, was eine Verbindung zwischen Theorie, Verständnis und Realität knüpft:
The electron is a theory we use; it is so useful in understanding the way nature works that we can almost call it real.

=======================

Gipsel, wie viel Leistung kann dieser Laser max. aufbringen? Oder ist dies eher sekundaer.
Du meinst einen FEL? Das ist typischerweise gar nicht so viel. Das Interessante (zumindest bei mir) ist dabei, daß man einen Laser hat, der in einem Wellenlängenbereich arbeitet (VUV/EUV/XUV/ soft X-Ray, wie auch immer man das nennen will bzw. sogar dann härtere Röntgenstrahlung), der früher nicht zugänglich war bzw. nur mit sehr geringen Intensitäten (bzw. nicht kohärentes Licht geliefert hat), da gewinnt man gegenüber bisherigen Lichtquellen mitunter etliche Größenordnungen (Zehnerpotenzen).
Wenn man die Intensität im Puls nimmt, bekommt man beim FLASH in Hamburg ohne spezielle Mikrofokusoptiken (also nur mit dem, was standardmäßig da ist) wenn es gut läuft auf etwas über 10^15 W/cm² bei 13nm (edit: sehe gerade, daß offiziell sogar 10^16 W/cm² genannt werden (http://flash.desy.de/)). Der Fokus ist aber nicht sehr groß, die Pulsleistung beträgt nur ein paar Gigawatt (und gemittelt ist es unter 1 Watt, und das bei etlichen MW Stromverbrauch :eek: ;)). Wenn Du dem Link folgst, siehst Du da auch noch ein paar andere Angaben wie z.B. die sogenannte Brillianz, die es eher vergleichbar mit anderen Strahlungsquellen wie Synchrotronen macht.
Zum Vergleich, mit optischen Lasern (im sichtbaren bzw. Infrarotbereich) ist es kein größeres Problem, mit Tabletop-Systemen (die auf einem optischen Tisch aufgebaut werden und keine Fabrikhallen füllen) etliche Terawatt zu erreichen (bzw. gemittelt etliche kW). Und da sind so exotischere Sachen wie COIL (chemische Laser, die können im Prinzip kurzzeitig MW gemittelt abgeben) noch nicht mal dabei.

Aber man kann FELs auch im sichtbaren bzw. Infraroten bauen (ist sogar einfacher), was den Vorteil hat, daß man einen Resonator wie bei einem normalen Laser benutzen kann. Die können im Prinzip auch sehr hohe Dauerleistungen erreichen. Die USA entwickeln da kräftig dran und wollen vielleicht mal Infrarot-FELs irgendwann auf ihren atomgetriebenen Flugzeugträgern installieren (die brauchen ja nur Strom und davon gibt es da genug).

Kriton

2014-01-14, 18:30:01

man versteht die "quantenwelt" schon ganz gut, auch wenn ich gerne zugebe, dass die meisten Leute incl mir es nicht wirklich "verstehen". ich habe aber Vertrauen in die "Quantenleute".

Mal an Gipsel anschließend, weil es ja nur die meisten nicht verstehen (nach Deiner Aussage):

Werner Karl Heisenberg:
"Wer behauptet, die Quantenphysik verstanden zu haben, der hat sie nicht verstanden."

dungeonlight

2014-02-07, 18:23:04

Nee, in 10 Jahren. Dat dauert noch. Es ist aber unglaublich spannend, die
Entwicklung in diesem Bereich mitzuverfolgen ! Deutschsprachige News
kann man dahingehend vergessen; wenn schon, dann muss man sich
englischsprachige News reinziehen.
Alle paar Woche verzeichnet die globale Forschung in diesem Bereich das
Erreichen wichtiger Meilensteine. Spitzenreiter bei der Entwicklung von
Quantencomputern ist eine Universität in Australien.
Dem D-Wave-"Quantencomputer" - der ja auch jüngst ziemlich failte - steht
die Wissenschaftswelt sehr kritisch gegenüber, weil sich dieses Produkt
keinem fundiertem Test unterzieht, der nachweist, ob es sich beim
D-Wave-"Quantencomputer" tatsächlich um einen richtigen Quantencomputer
handelt.
Sehr ätzend waren die letzten Wochen die Meldungen zum Quantencomputer-
Förderprogramm der NSA; diese Meldungen sind an Unfundiertheit nicht zu
toppen und entlarven, wie niveaulos viele Nachrichtenseiten heutzutage
arbeiten.
Quantencomputer werden nicht das Ende von Kryptographie sein, sondern
der Startschuss für eine Ära komplexerer Kryptographie, die auf sogenannte
NP-vollständigen oder gar schweren NP-vollständigen Problemen basiert.

Coda

2014-02-07, 18:36:15

Erklär doch mal bitte was NP-vollständig ist und was genau die Relation mit Quantencomputern ist.

QuickMick

2014-02-09, 01:06:03

Super-interessantes Thema! - Habe leider auch noch keinen Artikel auf Deutsch gefunden, der das Prinzip einmal einfach erklärt, ausser Wikipedia.

Ein wenig macht mir die Entwicklung jedoch auch Angst, wenn man bedenkt, was heute schon mit der derzeitigen Rechenleistung möglich ist ....

Zocker84

2014-05-06, 22:24:03

Ja, so nen langen Thread lese ich selten am Stück.
Interessante Wortwechsel.

Die wirklich interessante Frage für dieses Forum sollte doch sein:
Wie geil könnte ein Game mit der Leistung eines Quantencomputers ausschauen? :biggrin:

In den letzten 10 Jahren ist grafisch ungefähr das passiert:
http://www.thwidra.de/wp-content/uploads/2007/12/farcry.jpg

http://i.picpar.com/X2x.png

Iruwen

2014-05-07, 12:54:16

Ich lehn mich jetzt mal ganz weit aus dem Fenster uns behaupte, dass wir das selbst in 30 Jahren nicht sehen werden.

M4xw0lf

2014-05-07, 13:14:07

Vorhersagen sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft betreffen.

DinosaurusRex

2014-05-07, 13:22:53

Vorhersagen sind schwierig, besonders wenn sie die Zukunft betreffen.

http://oi45.tinypic.com/24ysm00.jpg

M4xw0lf

2014-05-07, 13:34:39

-Niels Bohr. Angeblich. ;)

del_4901

2014-05-24, 01:31:17

Have fun:
http://qcplayground.withgoogle.com/

dungeonlight

2014-07-03, 15:34:02

Erklär doch mal bitte was NP-vollständig ist und was genau die Relation mit Quantencomputern ist.

NP-vollständig ist eine gewisse Kategorie von Problemen; der Zusammenhang
zwischen NP-vollständigen Problemen und Quantencomputern besteht darin,
dass diese Kategorie von Problemen selbst für Quantencomputer harte Nüsse sind.

roidal

2014-12-18, 18:20:27

http://www.golem.de/news/quantencomputer-die-fast-alles-rechner-1407-107572.html – sollte es jemanden interessieren. :)

Lord Wotan

2014-12-18, 18:51:57

Geil wäre wenn die Quantencomputer für Gamer zuhause ein Holodeck in der Wohnung ermöglichen damit man Diablo 4 virtuell live spielen kann.

kevsti

2015-03-06, 14:29:59

Ich glaube kaum, dass durch Quantenrechner auf einmal irgendwelche Spiele besser aussehen oder unglaublich VR ermöglichen. Selbst wenn Quantenrechner dafür geeignet wären - so müsste auch erst einmal der Content entwickelt werden... Schon heute verschlingen grafikaufwendige Blockbuster Millionen von $$$ und Arbeitszeit. Gleichzeitig stagniert oder sinkt sogar die Kaufbereitschaft der Kunden. Man hat also schlichtweg nicht die finanziellen Ressourcen um ein Spiel zu entwickeln, welches die Mehrpower eines Quantenrechners nutzen könnte.
Denn der Content macht die Grafik! Die Rechenleistung ist höchstens ein Faktor, welches beschränkend wirkt.

Davon mal ab, habe ich schon mehrfach gelesen das Quantenrechner zwar "spezielle" Probleme/Sachen ziemlich schnell rechnen könnten - aber viele Sachen wohl durch konventionelle CPUs oder GPUs wesentlich schneller berechnet werden... Ich habe absolut keine Ahnung von der Materie und weiß´daher nicht wie ich solche Aussagen zu beurteilen habe. Aber ich meine nur... wer sagt, dass uns Quantenrechner für Games großartig was bringt?

Agenor

2015-05-27, 18:59:48

Ein kleiner Blick auf d-waves Arbeit.
Bei aller Kritik, eine "Garagenfirma" sind die mit Sicherheit nicht.

zDotDiK2UuY

joe kongo

2015-05-27, 22:02:58

Ein kleiner Blick auf d-waves Arbeit.
Bei aller Kritik, eine "Garagenfirma" sind die mit Sicherheit nicht.

Nur meine subjektive Meinung, aber ich glaub schon :redface:

das im Video schaut alles nicht nach dem aus was er da beschreibt.
Die Vakuumrohre werden mit 5 Flügelmuttern zusammengehalten.
Das Türchen soll Störfelder draussen halten inkl. magnetischer Schirmung.
Hatte persönlich schonmal das Vergnügen in einer EMV Messkammer wo man den Mist rundherum draussenhalten will, hat eine Spur solider ausgesehen, so in Richtung Banktresor.
Das hintergrundbeleuchtete Logo wird hoffentlich ohne Elektronik betrieben. Und die Maschinenaggregate sind gefährlich nahe dem Ort des Geschehens ......
und die Server ...
einen Meter entfernt sollen dann 0.01 Kelvin sein

Glaube dieses Video zielt auf Laien mit Schwerpunkt Investor ab :D.

Skysnake

2015-05-28, 14:40:54

Ne, das passt schon. Devare sind nicht wirklich groß, selbst wenn Sie aus mehreren Schichten wie hier bestehen. Du musst die Dinger ja auch in ein Hochvakuum packen, und da versuchst du so kompakt wie nur irgend möglich zu arbeiten.

Ich war am Anfang auch sehr skeptisch, wegen den 0,01K. Mir war eigentlich nur die MOT (http://de.wikipedia.org/wiki/Magneto-optische_Falle) bekannt, mit der man derartig niedrige Temperaturen erreichen kann. (Hab selbst mal an so nem Ding gerarbeitet). So einfach flüssiges Helium kannste da ja knicken, da du unterhalt des Siedepunkts bist.

Dann ist mir aber wieder eingefallen, das bei uns an der Uni Leute auch Tieftemperaturphysik machen, und dafür Kryostaten verwenden, mit denen man tiefer als mit flüssigen Helium kommt.
Eine kurze recherche hat mich dann auch auf den Mischungskryostat (http://de.wikipedia.org/wiki/Mischungskryostat)gestoßen.

Das verwenden die hier wohl auch, soweit man das hier aus einem simplen Video beurteilen kann. Da hat sich schon einer Mühe gemacht mit dem Aufbau. Soooo einfach sind die nämlich nicht zu realisieren!

Man muss ja auch bedenken, dass du damit nicht wirklich viel Kühlleistung erreichen kannst! Daher verwenden Sie auch supraleitende Kabel usw.

Der Chip an sich wird verdammt wenig Energie benötigen um zu funktionieren. Schon ziemlich krass. Wobei natürlich das gesamte Ding dennoch seine ~15kW frisst, wenn ich das richtig im Kopf habe aus dem Video, wobei ich das spontan für nicht mal sonderlich viel halte.

Gipsel

2015-05-28, 15:24:37

Ich war am Anfang auch sehr skeptisch, wegen den 0,01K. Mir war eigentlich nur die MOT (http://de.wikipedia.org/wiki/Magneto-optische_Falle) bekannt, mit der man derartig niedrige Temperaturen erreichen kann. (Hab selbst mal an so nem Ding gerarbeitet). So einfach flüssiges Helium kannste da ja knicken, da du unterhalt des Siedepunkts bist.

Dann ist mir aber wieder eingefallen, das bei uns an der Uni Leute auch Tieftemperaturphysik machen, und dafür Kryostaten verwenden, mit denen man tiefer als mit flüssigen Helium kommt.
Eine kurze recherche hat mich dann auch auf den Mischungskryostat (http://de.wikipedia.org/wiki/Mischungskryostat)gestoßen.

Das verwenden die hier wohl auch, soweit man das hier aus einem simplen Video beurteilen kann. Da hat sich schon einer Mühe gemacht mit dem Aufbau. Soooo einfach sind die nämlich nicht zu realisieren!Im zweiten Video zeigen die sogar den Mischkroystaten:
VfxNdBTH8wY
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/5/57/Verd%C3%BCnnungskryostat.jpg/320px-Verd%C3%BCnnungskryostat.jpg
Die erste Stufe (bzw. die ersten beiden, weil der ist zweistufig) ist ein Pulsröhrenkühler (den Kompressor dafür hört man über das ganze Video, dieses eigenartige Geräusch mit 1,5Hz Wiederholrate [das ist der Arbeitstakt], Arbeitsgas ist Helium; habe selber mal mit einem Gifford-McMahon closed cycle Kryostaten gearbeitet, die Kompressoren sind exakt die gleichen wie bei den Pulse-Tubes), danach kommt der Mischkryostat.
Und für Leute, die noch nie solche Kryostaten gesehen haben, daß gelbliche Zeug da ist eine Goldbeschichtung, um einen Wärmeeintrag von Außen zu minimieren (Gold reflektiert sehr gut langwellige Wärmestrahlung).

-/\-CruNcher-/\-

2015-05-28, 17:03:15

Im zweiten Video zeigen die sogar den Mischkroystaten:
http://youtu.be/VfxNdBTH8wY
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/5/57/Verd%C3%BCnnungskryostat.jpg/320px-Verd%C3%BCnnungskryostat.jpg
Die erste Stufe (bzw. die ersten beiden, weil der ist zweistufig) ist ein Pulsröhrenkühler (den Kompressor dafür hört man über das ganze Video, dieses eigenartige Geräusch mit 1,5Hz Wiederholrate [das ist der Arbeitstakt], Arbeitsgas ist Helium; habe selber mal mit einem Gifford-McMahon closed cycle Kryostaten gearbeitet, die Kompressoren sind exakt die gleichen wie bei den Pulse-Tubes), danach kommt der Mischkryostat.
Und für Leute, die noch nie solche Kryostaten gesehen haben, daß gelbliche Zeug da ist eine Goldbeschichtung, um einen Wärmeeintrag von Außen zu minimieren (Gold reflektiert sehr gut langwellige Wärmestrahlung).

For our Customer Lookhead Martin da kalkulieren die wohl jetzt ihre Fusionsdaten zusammen ;)

Hat eigentlich Russland auch schon so ein System ;) ?

Skysnake

2015-05-28, 17:22:46

Gipsel, ich ging mal davon aus, dass die Leute auch das zweite Video anschauen, da kommt ja auch erst die Information mit den Temperaturen ;)

An sich aber ein ziemlich schöner Aufbau, soweit man das sagen kann. Konnte leider selbst noch nicht mit so was arbeiten, aber mir hat mein Versuch zur Wärmeleitung gereicht.

Wir haben das scheis Ding glaub vier mal zerlegt und wieder zusammengebaut, weil wir jedes mal irgendwo eine minimale Undichtigkeit hatten, und deswegen dann nicht das notwendige Vakuum erreicht haben. DAS SUCKT DERBE!

Vor allem weil du ja jedes mal die Dichtung dann auch wegschmeisen darfst, und drölf Schrauben festziehen/lösen musst... Da dengste echt, du bist bekloppt, aber wenn man sich mal anschaut, wie gut das Vakuum sein musste, dann wars halt auch schon ganz ordentlich.

Dennoch, so einen Kryostaten mal komplett selbst zu designen, die Produktion der Teile zu überwachen, und dann auch selbst zusammen zu bauen und in Bertieb zu nehmen.

Btw. Gipsel, ich habe jetzt aufgeschlossen, ich bin zwar noch kein Dr. aber meinen Dipl. Phys habe ich jetzt. Sogar mit dem Zusatzzertifikat in Informatik :biggrin:

Gipsel

2015-05-28, 18:43:41

Wir haben das scheis Ding glaub vier mal zerlegt und wieder zusammengebaut, weil wir jedes mal irgendwo eine minimale Undichtigkeit hatten, und deswegen dann nicht das notwendige Vakuum erreicht haben. DAS SUCKT DERBE!

Vor allem weil du ja jedes mal die Dichtung dann auch wegschmeisen darfst, und drölf Schrauben festziehen/lösen musst... Da dengste echt, du bist bekloppt, aber wenn man sich mal anschaut, wie gut das Vakuum sein musste, dann wars halt auch schon ganz ordentlich.Ja, mit vielen CF-Flanschen ist das ein Spaß (zumindest mit Kupferdichtungen, Viton ist dagegen ja recht entspannt, dafür kommt man mit Viton aber nur schwer [praktisch kaum] in den 10-9mbar-Bereich oder gar drunter). Insbesondere wenn die Kammer etwas verwinkelt ist, man an einige Flansche kaum rankommt und sich dafür bald die Finger brechen muß, verflucht man doch des Öfteren denjenigen, der das designed hat (wenn man es nicht selber war :rolleyes:). Unsere Vakuumkammern sind alle CF (Vordruck ist natürlich KF bzw. an einer Roots-Pumpe haben wir auch ISO-K), das kenne ich also zur Genüge. Das wird eben gegebenenfalls auch körperlich anstrengend (spätestens wenn man irgendwelchen schweren Turbo- oder Ionengetter-Pumpen, 30kg schwere CF400-Flansche [die sind verflucht unhandlich!] oder ebenso schwere Spektrometer an- bzw. abbauen will). Außerdem ermattet man meiner Erfahrung nach irgendwie spätestens nach der zweihundertsten angezogenen M8-Schraube (sind zehn CF160- oder gut sechs CF250-Flansche [also ein CF250-Würfel oder -Doppelkreuz], natürlich immer schön über Kreuz und ein paar mal reihum, hast Du bestimmt gelernt ;)), was dann die Gefahr des Abrutschens mit dem oder den Schlüssel(n) (mit entsprechenden Konsequenzen für die in dem Fall oft gegen irgendwelche Stahlteile knallenden Hände) erhöht. Aber so ist das halt. Und wenn man das öfter macht, bekommt man auch mehr Übung.
Btw. Gipsel, ich habe jetzt aufgeschlossen, ich bin zwar noch kein Dr. aber meinen Dipl. Phys habe ich jetzt. Sogar mit dem Zusatzzertifikat in Informatik :biggrin:Na dann herzlichen Glückwunsch!

Skysnake

2015-05-28, 20:00:46

Na, toll ist vor allem, wenn man mit dem Schraubenschlüssel arbeiten muss, weil die Ratsche nicht passt, man aber nur minidrehungen machen kann, weil was im Weg ist... Da kann man echt ins Fluchen kommen ;D

Wir hatten glaube ich Bleidichtungen verwendet, die auf Rollen waren, und man selbst auflegen musste... DAS ist ein Spaß... Ist zwar sicherlich billiger, als die Dichtringe, aber man kann halt so verdammt einfach die drecks Dinger verschieben beim Aufsetzen, oder man macht den Überlapp nicht richtig oder oder oder... Man kann sich selbst das Leben auch schwer machen :ugly:

Wir hatten aber auch jetzt nicht sooo gutes Vakuum. Ich glaube das war "nur" was im Bereich 10-6 bis 10-7. Lustig war da aber, das wir durch bewusstes Fluten der Kammer, die Turbomolekularpumpe gestoppt haben, weil wir keine Zeit hatten, um jeweils zu warten, bis Sie von selbst angehalten hat, obwohl das eigentlich strengstens verboten war/ist :ugly:

Vakkumaufbauten und insbesondere Tieftemperaturaufbauten sind schon ein Graus! Wenn man das scheise baut, kann man schnell Tage/Wochen an Arbeitszeit versenken. Ich weiß noch, wie das bei unserem MOT-Versuch war. Da war der Verstärker des CCD Kamera defekt, und man musste die MOT öffnen. DAS war ein Spaß. Wir mussten 4-8 Wochen warten, bis wie den Versuch dann machen konnten, und das nachdem wir fast eine Woche Arbeitszeit von zwei Leuten auf die Fehlersuche verschwendet hatten. Leider war die letzte Möglichkeit dann auch der tatsächliche Fehler... Ist halt echt dumm, wenn man als aller erstes an einen neuen Aufbau kommt, und man gar nicht weiß, ob der überhaupt funktioniert :ugly:

PS:
Und weißte was das Beste ist? Ich habe Samstag meine kirliche Trauung mit meiner Frau ;) Da wird dann richtig gefeiert :biggrin:

Man kann sagen, was man will, aber das Physikstudium ist echt nicht einfach, und ich bin echt froh, das ich es jetzt hinter mir habe, auch wenn es sehr viel Spaß gemacht hat, aber der Druck ist schon gewaltig, das merkt man so richtig erst, wenn es rum ist.

-/\-CruNcher-/\-

2015-05-28, 23:46:12

Das Studium ist Vorgabe wie kannst du das als schwer empfinden deine eigenen Fortschritte gegenüber anderen Wissenschaftlern das wird schwer und aber zugleich auch aufregend das erste mal wenn du sachen erlebst die an der Uni so nie erwähnt oder behandelt worden oder plötzlich informationen erlangst von denen du nie geglaubt hättest sie exestieren oder plötzlich selber sachen hinterfragst die du gelernt hast ;)

Skysnake

2015-05-29, 08:30:28

Das ist doch oft der Standard in den Übungsgruppen. Wie sagte mal ein Obertutor so schön."Warum beschweren Sie sich denn darüber, dass der Stoff aus den Übungszetteln nicht behandelt wurde in der Vorlesung? Dafür sind die Zettel doch da. Da machen wir das, für das man in der Vorlesung keine Zeit hat."

K. der war schon sehr hart drauf, aber sooo viel davon weg waren die Übungszettel nach dem zweiten Semester eigentlich nirgends in der Physik.

Zudem empfinde ich das arbeiten an einem Problem als angenehmer. Man kann sich wirklich einarbeiten, und es durchdenken, zumal ja wirklich eher selten komplett Neues gemacht wird, sondern meist nur Sachen noch genauer untersucht oder eben Fragen kombiniert werden. Theo ist da natürlich etwas anders, aber da kannste ja auch Jahre/Jahrzehnte arbeiten ohne auch nur irgend was vernünftiges raus zu bekommen, wenns dumm läuft. Mesoskopische Physik, also Quantenpunkte usw. hat mir Spaß gemacht, aber bin doch eher der Experimentalphysiker.

BTT.
Laut Video 3 verwenden die Ja Josephson-Junctions, das sind doch im Prinzip Hall-Sonden aus Supraleitern und einem Nichtsupraleiter, wenn ich das richtig verstanden habe oder?

Zumindest kann ich mich dunkel daran erinnern, dass die genau so aufgebaut sein sollten.

Die Kopplung von zwei Zuständen müsste dann ja über die Spannung an den nichtsupraleitenden Kontakte erfolgen oder?

Badesalz

2019-06-04, 11:38:26

Wie weit sind wir da eigentlich HEUTE? Mir ist das gestern überm Bildschrim geflattert
https://www.zdnet.de/88351283/ces-ibm-zeigt-ersten-quantencomputer-fuer-kommerzielle-nutzung/

20 Qubits. Nicht so die Welt oder? :tongue: Das Design der Kiste ist wirklich Wow :smile: Haut um :)

Ok. Technik. Wie sieht das mittlerweile mit der Fehler-korrektur/-toleranz aus?
Ich hab schon was ab 5 reale Qubits nötig gehört, um sicher einen "logischen" Qubit zu betreiben bis zu "topologische Quantencodes" die dafür nur einen Verschnitt von ~3% der Qubits postulieren (??)
Weiß wer wie das beim SystemOne realisiert ist? Stabilität ist natürlich das A&O. Fehlerkorrektur ist aber grad beim Quantenrechner garnicht so ohne. Und, ohne, kommt er anscheinend auf keinen Fall aus.

BTB

2019-10-09, 11:30:52

JVC

2019-10-09, 16:03:34

53 (eigentlich 54) Qbits

https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/quantencomputer-geleakter-fachartikel-beschreibt-technologie-durchbruch-a-1290065.html

Quantencomputer die Fusionsreaktoren der IT?
"Drei Minuten statt 10.000 Jahre"
Ja das hat was ^^

Und Supraleiter-Akkus die Batterie der Zukunft :)
https://www.forschung-und-wissen.de/nachrichten/physik/neuer-durchbruch-bei-hochtemperatur-supraleitern-13372774 (Hochtemperatur-Supraleiter)
https://www.scinexx.de/news/technik/neuer-temperaturrekord-fuer-supraleiter/ (Raumtemperatur-Supraleiter rücken näher)
https://deacademic.com/dic.nsf/dewiki/1348420 (Supraleitender Magnetischer Energiespeicher)

Mir kann das gar nicht schnell genug gehen :biggrin:
(2025 soll ITER den Testbetrieb aufnehmen und 2030 soll er ans Netzt gehen
https://www.iter.org/ "is nearly completed and machine assembly is scheduled to start in 2020")

M.f.G. JVC

schreiber

2021-05-15, 14:22:21

OGsu5MIzruw
Schöne Zusammenfassung der aktuellen Situation.

BTB

2021-05-15, 14:36:59

Solange es kein Doom auf einem Quantencomputer gibt existieren die nicht :D

Es ist wohl noch ein sehr langer Weg bis zur ersten echten Anwendung. So eine Pandemie mindestens schätze ich.

Leonidas

2021-05-15, 16:35:30

Zumindest die Eingangsfrage des TS von anno 2013 ist jetzt schon 2x daneben gegangen. Mal schauen wievielmal 3J vollgemacht werden, ehe der Quantencomputer das "Maß aller Dinge" wird.

Gast

2021-05-15, 22:49:26

Quantencomputer werden niemals allgegenwertig werden wie "herkömmliche" Computer die wir ja mittlerweile schon den Ganzen Tag in der Hosentasche oder sogar am Handgelenk tragen.

Quantencomputer werden immer auf Spezialanwendungen im Bereich Forschung oder auch im militärischen Bereich als Hochleistungscomputer beschränkt bleiben.

basix

2021-05-16, 21:50:28

Quantencomputer werden immer auf Spezialanwendungen im Bereich Forschung oder auch im militärischen Bereich als Hochleistungscomputer beschränkt bleiben.

"Die Welt benötigt nur 5 Computer" ;)

Ich glaube auch nicht, dass Quantencomputer direkt in der Hosentasche landen werden. Aber via Cloud oder allenfalls Beschleiniger-IP im Chip könnten schon Quanten-Computing ähnliche Sachen bei uns landen. Nicht morgen oder übermorgen aber irgendwann mal.

Mortalvision

2021-05-16, 23:04:14

Vor allem braucht es neben der Technik auch die Programmierer für das Zeug. Na dann viel Spaß...

BTB

2021-05-16, 23:06:36

Und Aufgaben, was man überhaupt umsetzen könnte. Ein langer Weg

Gast

2021-05-17, 08:42:38

Aber via Cloud oder allenfalls Beschleiniger-IP im Chip könnten schon Quanten-Computing ähnliche Sachen bei uns landen. Nicht morgen oder übermorgen aber irgendwann mal.

Sag ich ja als Hochleistungscomputer, deren Rechenleistung kann natürlich dann via Cloud bereitgestellt werden.

Als IP im Chip no way. Um Dekohärenz zu verhindern muss man jede Wechselwirkung von außen mit dem Quantensystem verhindern. Das geht nur unter speziell präparierten Bedingungen wie extrem niedriger Temperatur und/oder Hochvakuum. Unter "Normalbedingungen" kann das niemals gelingen, dazu muss man kein Prophet sein das liegt in der Natur der Quantenphysik.
Daraus folgt natürlich auch, Quantencomputing wird immer extrem teuer sein, ganz einfach weil es immer extrem teuer sein wird ein Quantensystem aufrecht zu erhalten.

Dazu kommt noch das beschränkte Anwendungsgebiet, Quantencomputing kann zwar theoretisch manche Probleme wesentlich schneller lösen, als herkömmliche Rechner. Allerdings längst nicht alles, ganz im Gegenteil beim Großteil der Probleme ist Quantencomputing nicht schneller als herkömmliche Rechner. Es könnten natürlich noch weitere Probleme entdeckt werden die sich mit Quantencomputing wesentlich besser lösen lassen, bzw. erst damit realistisch lösen lassen, aber es wird immer nur ein kleiner Teil der Menge aller Probleme bleiben.

Quantencomputing kann damit prinzipbedingt niemals "das Maß aller Dinge" werden, weil es herkömmliche Rechner gar nicht ersetzen, sondern höchstens ergänzen kann.

Das heißt natürlich nicht, dass wir uns nicht einzelne Quanteneffekte in der Masse zu Nutze machen werden. Wenn man es genau nimmt ist das Tunneln der Elektronen vom Source zum Drain über das Gate schon ein Quanteneffekt.

Wir werden vielleicht auch mal einen für alle nutzbaren Quantenschlüsselaustausch haben.

Nur ist das alles kein Quantencomputing. Jenes wird vielleicht mal beherrschbar sein. Die beschränkten Einsatzmöglichkeiten des Quantencomputings, sowie die enormen Voraussetzungen ein Quantensystem stabil zu halten werden es aber immer zu einer Nischenanwendung machen, die für bestimmte Spezialfälle einen herkömmlichen Rechner ergänzt.

Tobalt

2021-05-17, 10:32:17

Ich sehe aktuell den Einsatzzweck für Consumer auch noch nicht.

Für die Forschung auf jeden Fall.

Ich kann mir vorstellen, dass man damit "deepere" neurale Netzwerke mit vertretbarem Rechenaufwand hinbekommt. Dadurch kann man dann vielleicht auch in einigen Anwendungen die nächste Stufe von Smartness erreichen, die dann schon vielleicht mit einem (dümmlichen) menschlichen Assistenten vergleichbar ist.

Allerdings nutzt das Gehirn dafür ja auch keine Quanteninterferenz, sondern "klassisches" analoges Computing. Wenn es nur um DNNs geht, wäre das vielleicht ein schneller realisierbarer Weg.

Langenscheiss

2021-05-30, 18:35:29

Temperatur bedingtes Rauschen im eletromagnetischer Hintergrund zerstört naturgemäß Quantenkohärenzen. Selbst wenn man also z.B. Hochtemperatursupraleiter bauen könnte, mit denen man dann z.B. Transmon qubits baut, so wird dieser noise dennoch irgendwo in der Logik zuschlagen. Die Frage, ob Quantencomputer irgendwie konventionelle Technik ersetzen, ist damit eine Frage, ob wir irgendwann Millikelvin Kryostaten mit perfekter EM Abschirmung für die Hosentasche bekommen ;) Klar, mit quantum error correction, intelligentem parameter tuning und besser "geschützen" designs kann man das nach oben treiben, aber bis all der Aufwand mehr als bloß Forschung ist, und sich dann auch noch im Consumer-Bereich finanziell rechnen soll, wird noch VIEL Zeit vergehen. Was aber kommen wird, und was ja im Forschungsbereich auch schon getestet wird, sind halt cloud services mit Quantum computer einheiten in Kryostaten, auf die man dann spezielle Teilaufgaben schiebt, die klar quantum supremacy aufweisen. Da kann man dann z.B. quantum chemistry machen, was dann Anwendungen im Bereich der Biologie und Medizin mit sich bringt.

Skysnake

2021-05-30, 19:38:24

Langenscheiss

2021-06-02, 16:02:30

Egal wie man es auch dreht. Die werden wohl nie daheim stehen.

Jo, die Frage ist auch, ob man das letztlich will. Abgesehen von den technischen Problemen ist nicht jedes Problem automatisch besser mit einem Quanten Computer zu lösen, zumindest in der Praxis, jenseits von mathematischen Beweisen bezüglich der Komplexitätsklasse. Auch beim quantum annealing braucht es ja schon ein spezielles Problem (im Wesentlichen eines, das man gut auf ein Ising-Modell mappen kann). Amüsant waren da die ersten D-Wave Demonstrationen vor einigen Jahren, die man mit jedem handelsüblichen Laptop genauso schnell laufen lassen konnte (soll jetzt kein bashing sein, selbst die Demonstration von quantum annealing an sich ist Anerkennung wert). Wie weit die da mittlerweile sind, und ob sich quantum annealing mittlerweile lohnt, weiss ich nicht. Auch Google hat ein speziell angepasstes Problem gelöst, um quantum supremacy für phase coherent quantum computing zu zeigen. Sprich, es wird wohl zunächst hauptsächlich bei Simulationen im Bereich der Forschung bleiben (und vielleicht beim Einsatz im Kryptographie-Bereich für Geheimdienste und andere größere Institutionen, die solch ein Ding betreiben können). Aber dort sind die Dinger dann richtig nützlich, wenn man aufwändige natürliche Prozesse mit Hilfe von konfigurierbaren und individuell ansprechbaren qubit Netzwerken imitieren und damit besser verstehen kann.

ChaosTM

2021-07-15, 09:35:48

Chinesen bauen Quantencomputer mit 66 Qbits (https://futurezone.at/science/china-erreicht-neuen-meilenstein-bei-quantencomputern/401443786)

Chinese Quantum supremacy ;)

Die Frage ist halt, ob es sich um einen relativ "dummen" Annealer handelt wie zb. D-Wave, der nur ganz spezifische Aufgaben lösen kann, oder, was um Welten komplexer ist, es sich um ein quasi frei programmierbares Quantum-Gate System handelt.

add.: da sie von speziellen Aufgaben reden wirds wohl ein Annealer sein.

Badesalz

2021-07-25, 11:48:10

Ich sehe Quantencomputer auch nur als Erweiterung von Clustern in Rechenzentren. Oder Cluster als festen Bestandteil von Quantencomputern, die eh in Rechenzentren stehen.

Egal wie man es auch dreht. Die werden wohl nie daheim stehen.Selbst wenn das die Arbeit klassischer CPUs ersetzen könnte wüsste auch keinerlei Gründe dafür :freak:

iamthebear

2021-07-26, 18:43:57

Also ich sehe in Quantencomputern in naher bis mittlerer Zukunft nur eine Lösung für ganz bestimmte mathematische Probleme. Für diverse Verschlüsselungsalgorithmen könnte es problematisch werden aber einen Ersatz für reguläre PC mit großteils dequentieller nicht parallelisierbarer Rechenlogik habe ich meine Zweifel.

ChaosTM

2021-10-28, 19:57:43

Chinas neuer Quantencomputer bricht alle Rekorde (https://futurezone.at/science/china-quantencomputer-supercomputer-rekord/401786483)

angeblich..

Platos

2021-10-28, 20:10:30

Krass wäre es schon, wenn so eine Rechenleistung verlässliche Daten liefert (was das Ding ja noch nicht kann). In der Forschung könnte man damit einen neuen Meilenstein einschlagen.

ChaosTM

2021-10-28, 20:40:53

Früher oder später werden sie das.
Quantencomputer sind momentan dort wo "normale" Digitalrechner Ende der 50er waren*. Das dauert noch ein paar Jährchen

* Statement von Seth Lloyd, MIT

Mortalvision

2021-10-28, 21:08:12

Ob Quantencomputer die neue Kernfusion werden? "Noch 30 Jahre…"

Gast

2021-10-29, 08:14:25

Ob Quantencomputer die neue Kernfusion werden? "Noch 30 Jahre…"

Dazu müsste erstmal ein seriöser Wissenschaftler eine derartige Vorhersage treffen.

Da Quantencomputer nur "Quantencomputer" sind so lange Kohärenz herrscht und diese nur durch extreme Bedingungen sichergestellt werden kann, werden aus heutiger Sicht Quantencomputer niemals "alltagstauglich" werden.

Langenscheiss

2021-10-30, 17:19:28

Chinas neuer Quantencomputer bricht alle Rekorde (https://futurezone.at/science/china-quantencomputer-supercomputer-rekord/401786483)

angeblich..
Bislang machen die alle "nur" random sampling in quantum chaotischen Systemen, sprich sie suchen sich ein Szenario, in dem man bewusst Fehler zulässt, um eine ganz spezielle Verteilung von Zufallszahlen schlicht durch das auslesen der qubits zu generieren. Mit klassischen !deterministischen! Computern kann man diese Verteilung nur sehr schwer erzeugen, nämlich durch eine extrem langwierige (die Chinesen behaupten ca. 8 Jahre auf einem aktuellen Supercomputer) und fehlerbehaftete Simulation von einem chaotischen System mittels direkter Lösung von Differentialgleichungen. Solange du keine Anwendung findest, bei der diese speziellen Zufallszahlen gebraucht werden, hast du davon genau 0. Nichts gegen proof of principle, aber das hat Google schon vorher geschafft. Und auch da war ja die Kritik, dass man mit klassischen stochastischen Computern (Festplatten mit klassischen bitflip errors ;) ) die Zeit auch wesentlich verkürzen könnte.

Richtig interessant wird das alles erst, wenn man error correction auf größeren grids demonstrieren kann, denn erst dann kannst du auch ein breiteres Feld von deterministischen Anwendungen robust beschleunigen. Und von fault tolerant topological quantum computers an denen Microsoft rumwurschtelt, braucht man gar nicht erst anfangen, das bleibt absehbar Grundlagenforschung (das kann ich sagen, weil ich rein zufällig auch daran arbeite ;) ).

EDIT: Das paper gibt es übrigens auch frei auf arXiv :)
https://arxiv.org/abs/2106.14734

MD_Enigma

2021-10-30, 17:33:19

Langenscheiss

2021-10-30, 22:03:27

Ich hatte anno 2007 eine Vorlesung zum Thema Quantencomputer. Schon damals hat sich der Eindruck herauskristallisiert, dass die Technologie zum einen Mathematisch durchdacht ist aber auch die technische Machbarkeit nachgewiesen wurde. Bis man ein wirtschaftlich rentables Modell präsentieren kann, wird es jedoch noch sehr lange dauern. Das sind keine 3 Jahre. Und selbst dann, werden Quantencomputer nur für spezielle Fragestellungen gut sein. Die ersetzen keine Touring-Maschine :)

Die Dinge, die in den Standardvorlesungen gezeigt werden, sind auch nicht die Dinge, auf die man sich zunächst fokussieren wird. Shor-Algorithmus z.B. ist super Einsteiger Vorlesungsmaterial, braucht aber gute error correction und damit aktuell massiv viele qubits.

Von einem direkten wirtschaftlichen Nutzen brauchen wir sowieso noch länger nicht reden. Zunächst mal geht es vielleicht um Anwendung in der Forschung, z.B. als quantum simulator. In quantum chemistry könnte man da eventuell in Zukunft was machen und brauchen. Danach kommen dann vielleicht andere zum Teil staatlich geförderte Projekte. Bis Google, IBM, MS und co. da mal im direkten Plus sind, werden noch einige Monde vergehen. Die sehen da vermutlich sowieso auch eher den sekundären Wert durch marketing etc. .

Tobalt

2021-10-31, 06:09:48

Biochemische Forschung wie Proteine falten und DNN trainieren ist ja prinzipiell das gleiche Problem. Ein hochdimensionales Optimierungsproblem. Deshalb vermute ich auch für AI Anwendbarkeit (nur Training, nicht Inference).

thomas62

2021-10-31, 06:21:20

Quanten Computer für alle ?

Schätze mal in 10-15 Jahre.

Sehr optimistisch geschätzt.

Benutzername

2021-10-31, 06:46:56

Früher oder später werden sie das.
Quantencomputer sind momentan dort wo "normale" Digitalrechner Ende der 50er waren*. Das dauert noch ein paar Jährchen

* Statement von Seth Lloyd, MIT

Ende der Fünfziger waren Computer zwar teuer und selten, aber benutzbar. Im zweiten Weltkrieg wurden damit schon fleißig Verschlüsselungen geknackt und dann auch danach. Das ganze Silicon Valley geht auf die US Navy zurück, die Computer brauchte für bessere Krypto und Forschung & Entwicklung. Irgendeinen praktischen Einsatz sehe ich dagegen noch nicht für Quantencomputer hier und heute. Da hinkt der VErgleich.

Meine Meinung ist da wie mit der kalten Fusion: In fünf Jahren. Immer in fünf Jahren. :wink:

Gast

2021-11-01, 14:26:15

Quanten Computer für alle ?

Quantencomputer für alle?

Sehr einfach, niemals.

Quantencomputer in entsprechenden Rechenzentren, die man dann auch mieten kann? Vielleicht in 15-30 Jahren.

Semmel

2021-12-19, 08:55:54

Quantencomputer für alle?

Sehr einfach, niemals.

Kommt auch noch. Ich schätze im nächsten Jahrzehnt.

Quantencomputer in entsprechenden Rechenzentren, die man dann auch mieten kann? Vielleicht in 15-30 Jahren.

Guten Morgen, das gibt es bereits heute in der Cloud von Microsoft, AWS oder Google. Natürlich noch nicht sonderlich leistungsfähig, aber ich denke das wird bereits Mitte des Jahrzehnts anders aussehen.

Edit:
NVIDIA Teams With Google Quantum AI, IBM and Other Leaders to Speed Research in Quantum Computing (https://blogs.nvidia.com/blog/2021/11/09/cuquantum-public-beta/)

Die Entwicklung wird durch Kooperationen und Standardisierung weiter beschleunigt.

Semmel

2021-12-19, 09:03:02

Beyond Qubits: Unlocking the Third State in Quantum Processors (https://medium.com/rigetti/beyond-qubits-unlocking-the-third-state-in-quantum-processors-12d2f84133c4)

Qubits sind out, Qutrits sind in Entwicklung. :)

https://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/attachment.php?attachmentid=77781&stc=1&d=1639900930

Rolsch

2022-03-29, 19:42:30

Hier ein Status Quo:
https://www.heise.de/hintergrund/Warum-Quantencomputer-ein-Hype-Problem-haben-6632550.html

Tobalt

2023-06-17, 15:02:17

Intel will wohl demnächst ihren 12 qubit Chip "Tunnel Falls" mass producen und an R&D Abteilungen vertreiben.

https://www.intc.com/news-events/press-releases/detail/1626/intels-new-chip-to-advance-silicon-spin-qubit-research

Dies ist keines der traditionellen Superconducting Qubit Systeme sondern nutzt Silicon Spin Qubits, die sich angeblich mit CMOS Prozessen herstellen lassen. Extreme Kühlung ist hier glaube ich (zumindest fundamental) unnötig, hilft aber sicher zur Fehlervermeidung. Ich halte das für ein interessantes Feld, da die Skalierbarkeit hier wohl recht gut ist.

Semmel

2023-06-21, 12:16:02

Dies ist keines der traditionellen Superconducting Qubit Systeme sondern nutzt Silicon Spin Qubits, die sich angeblich mit CMOS Prozessen herstellen lassen. Extreme Kühlung ist hier glaube ich (zumindest fundamental) unnötig, hilft aber sicher zur Fehlervermeidung. Ich halte das für ein interessantes Feld, da die Skalierbarkeit hier wohl recht gut ist.

Wenn das Ding ohne (oder mit weniger) Kühlung zurechtkommen würde, dann wäre das ein eindeutiger Wettbewerbsvorteil, den sie auch so kommuniziert hätten. Nachdem das nicht der Fall ist, muss man davon ausgehen, dass auch Intel eine extreme Kühlung benötigt.
Damit bleibt als einziger Vorteil die kostengünstige Produktion übrig, was jedoch kein nennenswerter Vorteil ist, wenn der Großteil der Kosten durch die aufwändige Kühlung entsteht.

Auch zur Performance wirds nicht gesagt, was darauf schließen lässt, dass sie nicht konkurrenzfähig ist. Bei nur 12 Qubits auch kein Wunder.

Hier noch zwei (leider schwache) Heise-Artikel:
"Tunnel Falls": Intel fertigt Silizium-Quantenprozessor mit 12 Qubits (https://www.heise.de/news/Gegen-den-Supraleiter-Trend-Intel-fertigt-Quantenprozessor-mit-Silizium-9190236.html)
Quanten-Update: Was bedeuten die Erfolgsmeldungen von IBM und Intel wirklich? (https://www.heise.de/hintergrund/Quanten-Update-Was-bedeuten-die-Erfolgsmeldungen-von-IBM-und-Intel-wirklich-9191934.html)

Hier sind zumindest interessante Aussagen von IBM und Intel zur Zukunft von Quantencomputern enthalten.
Aussage Intel:
"Intel glaubt derweil, dass die Branche noch etwa 10 bis 15 Jahre von einer großangelegten Implementierung entfernt ist, die Anwendern einen kommerziellen Nutzen bringt."

Aussage IBM:
"Unterdessen hat IBM erstmals die sogenannte Quanten-Überlegenheit an einem praktisch relevanten Problem mit seinem 127-Qubit-Quantenprozessor demonstriert. Das "Benchmark‟-Experiment deutet laut IBM darauf hin, dass Quantencomputer "innerhalb von zwei Jahren nützliche Anwendungen in der realen Welt" haben könnten."

Das hört sich stark danach an, als hätte Intel bereits aufgegeben, während IBM nicht mehr weit von einer Kommerzialisierung entfernt ist.

Außerdem gibt es noch die Quanten-Annealer von D-Wave, die noch näher an der Kommerzialisierung dran sind. Die machen schon heute Umsätze damit.
https://twitter.com/dynexcoin/status/1668976033385652225
Hier ist z.B. jemand begeistert von der Performance beim RNA-Folding. (leider ohne Vergleichswert)

Tobalt

2023-06-21, 13:35:42

Das sind halt ziemlich die ersten Gehversuche der Silicon Qubits..Das sollte man stand jetzt nicht 1:1 gegen die SC Qubits vergleichen.

Bei Silicon war die Herstellung lange Zeit das Problem, und das scheint nun halbwegs überwunden, wenn sie die Dinger im Wafer fertigen. Eine wichtige Hürde scheint also genommen..Jetzt gehts wie bei SC Qubits auch, um skalieren und Fehlerkorrektur. Und da sind die Silicon Qubits wohl langfristig besser, "hab ich gehört".

Semmel

2023-06-21, 14:10:45

Superconducting ist in der Entwicklung allerdings schon am weitesten fortgeschritten und wird von Big-Tech favorisiert. (Google, IBM)
Intel gibt mit der Einschätzung von 10-15 Jahren indirekt zu, dass sie noch sehr viel Zeit brauchen. Ein kommerzieller Erfolg ist daher äußerst fraglich.

Trapped-Ion ist als weitere Alternative schon deutlich näher an Superconducting dran und hat ebenfalls Vorteile bei der Fehlerkorrektur.
Photonics-basierte Quantencomputer wären noch eine weitere Alternative, aber die hinkt derzeit noch weiter hinterher.

Die Idee, einen Quantenprozessor auf Wafer zu produzieren, ist übrigens nicht ganz neu. Archer (https://www.semiconductor-digest.com/archer-materials-advances-to-wafer-scale-quantum-device-fabrication/) entwickelt ebenfalls in diese Richtung auf Basis von TSMC-Produktionsprozessen. Archer verfolgt auch explizit das Ziel, den Chip auf Raumtemperatur betreiben zu können. Wenn sie das schaffen, dann wären damit auf sehr langfristige Sicht mobile Einsatzzwecke möglich. Vielleicht versucht auch Intel in diese Richtung zu entwickeln. Das wäre zumindest ein anderer Anwendungsbereich, für den die anderen Techniken mit ihren extremen Kühlungsanforderungen nicht geeignet sind.

Auch interessant:
CES 2018: Intel’s 49-Qubit Chip Shoots for Quantum Supremacy (https://spectrum.ieee.org/intels-49qubit-chip-aims-for-quantum-supremacy)
Intel hatte mit dem "Tangle Lake" bereits 2018 einen Chip auf Superconducting-Basis. Seitdem hat man nichts mehr davon gehört. Anscheinend wurde das Projekt eingestampft.

Es ist jedenfalls spannend zu sehen, wie das Rennen weitergeht. Es wundert mich auch etwas, dass das Interesse an Quantencomputern so gering ist, nachdem die Kommerzialisierung langsam anläuft.

basix

2023-06-21, 14:11:50

Auch IBM forscht ans Silicon Spin Qubits ;)
https://www.unibas.ch/en/News-Events/News/Uni-Research/Hot-spin-quantum-bits-in-silicon-transistors.html

Und ja, die Chips müssen stark gekühlt werden. Verglichen mit 0.1K sind 4K aber schon ein massiver Fortschritt, da das in den Bereich Kühlung mit mit Flüssig-Helium kommt. Das ist viel einfacher, als mit irgendwelchen Lasern. Intels Tunnel Falls arbeitet bei 1.6K, der Testchip von IBM von obigem Link bei 4K. Das ist der Vorteil der Silicon Spin Qubits: Skalierbarkeit, Kühlbarkeit. Aus meiner Sicht genau die Gebiete, wo "klassische" Quantencomputer sehr aufwändig sind. Neben der Fehlerkorrektur, welche bei Si-Wafer Processing wohl ebenfalls besser skalierbar ist.

Exxtreme

2023-06-21, 14:25:17

Es ist jedenfalls spannend zu sehen, wie das Rennen weitergeht. Es wundert mich auch etwas, dass das Interesse an Quantencomputern so gering ist, nachdem die Kommerzialisierung langsam anläuft.

Mich wundert das geringe Interesse eher nicht. Welche Alltagsprobleme lösen Quantencomputer denn? Daran scheitert es. Quantencomputer sind bis jetzt eine tolle Lösung, für die noch ein gutes Problem gefunden werden muss.

basix

2023-06-21, 14:38:47

Mich wundert das geringe Interesse eher nicht. Welche Alltagsprobleme lösen Quantencomputer denn? Daran scheitert es. Quantencomputer sind bis jetzt eine tolle Lösung, für die noch ein gutes Problem gefunden werden muss.

Kryptographie umgehen. Deswegen ist da so viel Geld drin ;)

Tobalt

2023-06-21, 14:48:38

Soweit ich weiß, sind aktuelle Crypto-Standards doch gegen Quantencomputer-Entschlüsselung gehärtet, ohne dass ich mich jetzt besonders in der Kryptographie auskenne..

Für die Forschung sind QC sehr interessant. Komplexe Systeme wie Festkörper und organische Chemie lassen sich so nesser simulieren, was den Fortschritt in vielen Feldern beschleunigen könnte..In der Tat ist das aber nicht wirklich kommerziell oder militärisch relevant, weswegen noch nicht so der richtige Hype drin ist.

basix

2023-06-22, 08:15:43

Soweit ich weiß, sind aktuelle Crypto-Standards doch gegen Quantencomputer-Entschlüsselung gehärtet, ohne dass ich mich jetzt besonders in der Kryptographie auskenne.

Alles was auf Primzahlen basiert ist nicht gehärtet. Und das sind zum Teil sehr verbreitete Crypto-Standards (z.B. RSA). Von der NSA gibt es ein Programm namens CNSA 2.0, welches den PQC (Post Quantum Cryptography) auf die Sprünge helfen soll und eine konkrete Timeline präsentiert. Bis ca. 2030 soll man hier auf andere Ansätze wechseln:
https://www.entrust.com/blog/2022/10/nsa-announces-new-post-quantum-resistant-algorithm-suite-2-0-and-transition-timetable/

Hier gut erklärt, wieso RSA nicht Safe ist und wie das andere Ansätze lösen:
https://www.youtube.com/watch?v=-UrdExQW0cs

Hier eine Liste, was Quantum-Safe ist und was nicht:
https://cryptobook.nakov.com/quantum-safe-cryptography

Ach ja, da der Bitcoin Public Key via Faktorisierung ermittelt werden kann: Quantum Broken ;)

Für die Forschung sind QC sehr interessant. Komplexe Systeme wie Festkörper und organische Chemie lassen sich so nesser simulieren, was den Fortschritt in vielen Feldern beschleunigen könnte..In der Tat ist das aber nicht wirklich kommerziell oder militärisch relevant, weswegen noch nicht so der richtige Hype drin ist.
Stimmt. Chemie und Materialwissenschaften scheinen von Quantencomputern zu profitieren. Ich würde aber schon behaupten, dass eine kommerzielle Relevanz besteht. Die gesamte Chip- und Akkuindustrie sucht nach neuen Materialien ;) Und all die Pharmakonzerne sind wohl auch an einem "Supermedikament" interessiert.

Tobalt

2023-06-22, 08:41:50

Ich hoffe es wird nicht zu sehr off-topic.

In der Materialwissenschaft forscht man zwar, aber manchmal ist auch aus fundamentalen physikalischen Rahmenbedingungen ableitbar, dass es keine sehr großen Verbesserungspotentiale mehr geben kann. Prominente Ausnahmen sind so etwas wie Raumtemp-Supraleitung und sehr gute seltenerdfreie Magnete (wobei letzteres ja seit 2021 gelöst ist)

Medizin wäre sicher ein sehr passendes Gebiet. Aber die Pharma-Industrie lebt letzlich ja davon, dass sie etwas finden, was nicht nur gut funktioniert, sondern was außerdem sehr schwierig herzustellen ist, damit sie sich das patentieren und Geld verdienen können. Würde breite Forschung da einfach/trivial, dann nimmt ja auch die Wahrscheinlichkeit zu, dass man Dinge findet, die vielleicht gut wirken, aber einfach/billig sind, oder sogar in der Natur vorkommen. So etwas würde dann die Pharmabranche hart treffen, was sie aber wieder mit gigantischen Lobbykampagnen zu ihrem Vorteil drehen werden.

Interessant, dass soviele Verfahren in der Kryptographie immernoch ausschließlich auf Faktorisierung setzen :o Ich meine, so etwas wird ja nicht nur duch QC knackbar, sondern auch durch klassische probabilistic computing Ansätze.

In Anbetracht dessen, würde ich auch sagen, dass die Dominanz über Kryptoverfahren hier aktuell die stärkste Triebfeder in der QC-Forschung sein könnte.