Aus dem Forschungslabor

Quantenwettlauf

Im Bereich der Quantencomputer machen Google und IBM große Fortschritte. Im Oktober nahm Google für sich die "Quantenüberlegenheit" in Anspruch, nachdem ihr 53-Qubit-Rechner eine Aufgabe gelöst hatte, für die ein Superrechner 10.000 Jahre benötigen soll. Doch lässt Google dabei laut IBM einige Vorzüge bisheriger Computer außer Acht.
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Jüngste Fortschritte im Bereich Quantencomputing haben zwei 53-Qubit-Prozessoren hervorgebracht: einen von IBM und ein Gerät, das Google in einem in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel beschrieben hat. In der Veröffentlichung wird argumentiert, dass Googles Gerät die "Quantenüberlegenheit" erreicht hat und dass ein moderner Supercomputer ungefähr 10.000 Jahre benötige, um die entsprechende Aufgabe auszuführen. IBM hält dagegen, dass eine ideale Simulation derselben Aufgabe auf einem klassischen System in 2,5 Tagen und mit weit größerer Wiedergabetreue durchgeführt werden könne.

Dies sei in der Tat eine konservative Worst-Case-Schätzung, und die IBM-Forscher gehen davon aus, dass durch zusätzliche Verbesserungen die klassischen Simulationskosten weiter gesenkt werden können. Da die ursprüngliche Bedeutung des von John Preskill im Jahr 2012 vorgeschlagenen Begriffs "Quantenüberlegenheit" darin bestand, den Punkt zu beschreiben, an dem Quantencomputer Dinge können, die klassische Computer nicht können, wurde diese Schwelle nicht erreicht. Dieser Begriff basiert auf der Ausführung einer zufälligen Quantenschaltung einer Größe, die für die Simulation mit jedem verfügbaren klassischen Computer nicht realisierbar ist.

Aufgabe auf Quantencomputer zugeschnitten

Insbesondere zeigt die Veröffentlichung ein Computerexperiment mit einem 53-Qubit-Quantenprozessor, der eine große sogenannte Zwei-Qubit-Gate-Quantenschaltung mit einer Tiefe von 20 mit 430 Zwei-Qubit- und 1113 Ein-Qubit-Gates und einer vorhergesagten Gesamttreue von 0,2 Prozent implementierte. Googles Simulationsschätzung von 10.000 Jahren basiere dabei auf der Beobachtung, dass die RAM-Speicheranforderung zum Speichern des vollständigen Zustandsvektors in einer Schrödinger-Simulation untragbar wäre, weshalb auf eine Schrödinger-Feynman-Simulation zurückgegriffen werden

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Ausgabe /2019