Forum: Offtopic Quantencompuing - etz mal Tacheles!


von A. S. (rava)


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Hi,

man liest ja immer viele populistische Beiträge im Netz zum Thema 
Quantencomputer. z.B. hier:
https://www.google.de/#q=google+kauft+quantencomputer

Zu Schulzeiten hat sich mir bei herkömmlichen PCs immer eine Frage 
gestellt: Ich konnte programmieren und ich wusste, was ein Transistor 
oder ein Flipflop ist. Aber wie lief das Programm in Hardware ab? Das 
war mir lange ein Rätsel und wirklich durchgestiegen bin ich erst sehr 
viel später, als ich mir VHDL angesehen habe.

Dieselbe Frage stellt sich mir jetzt bei Quantencomputer. Wenn man nach 
fachlich fundierten Quellen sucht, was das ist, wird es entweder sehr 
oberflächlich und widersprüchlich; oder eben furchtbar mathematisch, 
ohne auf die Applikationen einzuegehen.
Aber wieso ist Quantum Computing so toll, um z.B. passwörter zu knacken? 
Warum sind klassisch NP-harte Probleme auf dem Quantencomputer plötzlich 
in polynomialer Zeit lösbar?


Das halte ich für einen tollen Einstieg in das Thema:
https://www.youtube.com/watch?v=g_IaVepNDT4

nun bleiben aber einige Fragen:
- wie stellt man input und output an?
- wie codiert man Information?
- wie sehen sinnvolle (realisierbare und brauchbare) Quantenoperationen 
aus?
- wie könnte man daraus einfachste Algorithmen zusammenbauen?
- wie geht's weiter, bis man einen Algorithmus hat, der ernstzunehmende 
Probleme lösen kann?

ich suche also am besten ein Tutorial für Berechnungen basierend auf 
Qubits.

von D. I. (Gast)


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A. S. schrieb:
> - wie könnte man daraus einfachste Algorithmen zusammenbauen?

http://de.wikipedia.org/wiki/Shor-Algorithmus

von Falk B. (falk)


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Naja.

Wenn man so mal den netten Links auf Wikipedia folgt, sieht man ausser 
theoretischen Konstrukten und Selbstreferenzierungen fast nichts. Klingt 
wie DOT-COM 3.0.

Mein Gefühl ist, dass Quantencomputer im Moment noch arg theoretisch 
sind und es auch noch ne ganze Weile bleiben werden. 
Entwicklungstechnisch würde ich mutmaßen, dass der Quantencomputer 
sinngemäß noch auf dem Niveau einer mechanischen Rechenmaschine von vor 
ein paar hundert Jahren ist. Eine handvoll Qbits, die in einer riesigen 
Apparatur ein paar triviale Rechnungen durchklappert, die man selbst mit 
Papier und Bleistift genausoschnell lösen kann ;-)

Was fehlt ist die praktische Anwendung. Auch die ältesten und 
schlechtesten Rechenmaschinen wurden benutzt, mal mehr oder weniger oft 
und erfolgreich. Aber dadurch kam es zur Weiterentwicklung. Erst 
Relaisrechner, dann Röhren, dann Transistoren, dann ICs, heute 
ultahochintegrierte ICs.
Die Quantencomputer stehen aber nur in Labors und es wird geforscht, was 
sicher nötig ist, vor allem für Grundlagen, aber ohne den Sprung in die 
Praxis wird es ewig eine akademische Spielwiese bleiben. Vielleicht 
brauchen wir mal wieder einen Weltkrieg, um Codes zu knacken um die 
Quantencomputerentwicklung voranzutreiben, Enigma lässt grüßen? Neee, 
ich bin dagegen!

Das Problem ist dabei die Einstiegsschwelle. Ein Quantencomputer muss 
MINDESTENS so gut sein wie ein herkömmicher Conputer auf Siliziumbasis, 
sonst beleibt es ein Ladenhüter! Da ist der Markt knallhart! Und da 
haben die Siliziumrechner halt mehr als 60 Jahre Vorsprung! Oder aber 
Apple vermarktet es, die Jünger kaufen es auch überteuert bei 
Minderleistung ;-)

iQ-Computing erhält dann eine ganz neue Bedeutung!

Ähmlich ist es mit Elektroautos. Die müssen jenseits der Teststrecken 
technisch wie ökonomisch mit Verbrennungsmotoren mithalten, was sie im 
Moment aber noch nicht können, weil es keine Akkutechnologie gibt, die 
mit Benzin mithalten kann. Die Motoren sind ebenbürtig, ggf. sogar 
besser!
Nützt aber dem Gesamtkonstukt AUTO nur bedingt was. In Nischen halt.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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A. S. schrieb:

> Aber wieso ist Quantum Computing so toll, um z.B. passwörter zu knacken?
> Warum sind klassisch NP-harte Probleme auf dem Quantencomputer plötzlich
> in polynomialer Zeit lösbar?

M.W. trifft das nur auf spezielle Probleme zu wie 
Ganzzahl-Faktorisierung oder Diskreter Logarithmus, aber nicht per se 
auf alle Probleme.

Der Geschwindigkeitsgewinn beruht darauf, daß ein Quantenzustand ein 
Überlagerungszustand ist und die Operationen auf alle Teile wirkt, die 
die Überlagerung formen.  Bei einem klassischen n-Bit Rechner werden pro 
Operation n Bits parallel verarbeitet.  Bei einem QRechner mit n Bits 
setzt sich der Zustand aus 2^n Grundzuständen zusammen, die alle 
parallel bearbeitet werden.  Z.B. befinden sich in einem QByte 256 
überlagerte Werte, die alle gleichzeitig bearbeitet werden.

http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenparallelismus

Soweit das Prinzip.  Allerdings sind QBits schon speziell, so ist es 
z.B. nicht möglich, den Zustand von QBits zu kopieren, ohne die 
ursprünglichen QBits zu zerstören:

http://de.wikipedia.org/wiki/No-Cloning-Theorem

von Vn N. (wefwef_s)


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A. S. schrieb:
> Dieselbe Frage stellt sich mir jetzt bei Quantencomputer. Wenn man nach
> fachlich fundierten Quellen sucht, was das ist, wird es entweder sehr
> oberflächlich und widersprüchlich; oder eben furchtbar mathematisch,
> ohne auf die Applikationen einzuegehen.
> Aber wieso ist Quantum Computing so toll, um z.B. passwörter zu knacken?
> Warum sind klassisch NP-harte Probleme auf dem Quantencomputer plötzlich
> in polynomialer Zeit lösbar?

Quantencomputer arbeiten mit Paralleluniversen.

von Falk B. (falk)


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@ vn nn (wefwef_s)

>Quantencomputer arbeiten mit Paralleluniversen.

Wahrscheinlich eher IM Paralleluniversum . . . ;-)

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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vn nn schrieb:
> Quantencomputer arbeiten mit Paralleluniversen.

Soweit ich weiss, sollen Q-Computer sich die 'Vielweltentheorie' der 
Qunatenphysik nutzbar machen. Quanten 'zerfallen' nicht zu einer 
bestimmten Lösung (wie der Würfel, der sich immer für eine bestimmte 
Zahl entscheidet), sondern verwirklichen alle möglichen Lösungen. Johann 
hat ja auch schon was drüber geschrieben. Lt. David Deutsch

https://de.wikipedia.org/wiki/David_Deutsch_%28Wissenschaftler%29

wäre es damit möglich, z.B. einen Parallelangriff auf die grossen 
Primzahlen zu machen, die die Grundlage für so gut wie alle 
Cryptotechniken bildet, die wir benutzen. Aber die technischen 
'Feinheiten' sind nach wie vor völlig ungeklärt.
Ein bisschen was populäres zum Quantencomputer und D. Deutsch gibts im 
Buch 'The Code Book' von Simon Singh, deutsch 'Geheime Botschaften'.

: Bearbeitet durch User
von Peter L. (Gast)


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ist doch einfach: der Quantencomputer liefert gleichzeitig alle 
Ergebnisse, man muss sich nur das Richtige heraussuchen ;-)

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Peter L. schrieb:
> ist doch einfach: der Quantencomputer liefert gleichzeitig alle
> Ergebnisse, man muss sich nur das Richtige heraussuchen ;-)

hm ... liefert er dann z.B. auch gleichzeitig alle (möglichen) 
Lottozahlen-Kobinationen der kommenden Ziehung? Das nenen ich doch mal 
zweckmäßig ;-)

von Bernd G. (Gast)


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Da bleibe ich dannn doch lieber bei der kalten Kernfusion.

von Martin G. (Firma: http://www.gyurma.de) (martin_g)


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Ein Quantencomputer, wenn mal einer einen machen würde, der richtige 
Operationen auf mehr als 4096 Bit machen könnte, würde unsere z. Z. 
gelebte Kommunikation und das Bankenwesen komplett zerstören.

Deshalb gibts keine Infos. Das ist Know-How pur. Für Staat, Privat und 
Kriminelle.
Je weniger wissen, wie ein brauchbarer Q-Computer funktioniert oder wie 
man einen bauen kann, umso besser für die jetzigen Machthaber.

Unsere jetzigen Verschlüsselungen die mit öffentlichen und privaten 
Schlüsseln arbeiten wären alle knackbar. (Sind sie auch jetzt schon dank 
der NSA und ihrem Pseudo Random Generator)

Also, Wenn mal jemand einen Q-Computer herstellt, dann sterben folgende 
Dinge:

1. Bitcoin, Litecoin und co :D
2. Bankenüberweisungen
3. Alles mit RSA Verschlüsselung
4. Ellyptische Verschlüsselungen ?

Abhifle wäre danach eine neue Verschlüsselung die nur mit Q-Computern 
erzeugt und entschlüsselt werden kann, über sichere Lichtwellenleiter. 
In der Uni Innsbruck und an der TU Wien arbeitet man schon daran, damit 
man was in der Hand hat bevor der Supergau vor der Tür steht...

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Martin G. schrieb:
> Deshalb gibts keine Infos. Das ist Know-How pur. Für Staat, Privat und
> Kriminelle.
> Je weniger wissen, wie ein brauchbarer Q-Computer funktioniert oder wie
> man einen bauen kann, umso besser für die jetzigen Machthaber.

siehe Verschwörungstheorie
http://de.wikipedia.org/wiki/Verschw%C3%B6rungstheorie

Wer solchen Theorien wirklich glauben möchte, findet hier die "Beweise".
http://info.kopp-verlag.de/hintergruende/geostrategie/mike-adams/skynet-im-anmarsch-google-kauft-512-qubit-quantencomputer-nsa-ueberwachung-soll-an-ki-maschinen-ue.html

Wer noch seinen eigenen Verstand benutzen kann, wird hier fündig.
http://www.psiram.com/ge/index.php/Kopp_Verlag

von Falk B. (falk)


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@ Martin G. (Firma: http://www.gyurma.de) (martin_g)

>Ein Quantencomputer, wenn mal einer einen machen würde, der richtige
>Operationen auf mehr als 4096 Bit machen könnte, würde unsere z. Z.
>gelebte Kommunikation und das Bankenwesen komplett zerstören.
                           ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Wenn das wirklich so wäre, würde ich liebend gern SOFORT einen bauen . . 
.
.

>Also, Wenn mal jemand einen Q-Computer herstellt, dann sterben folgende
>Dinge:

>1. Bitcoin, Litecoin und co :D

Kein Verlust, ist eh nur ein Spekulationsobjekt.

>2. Bankenüberweisungen

Naja, das schon eher.

>3. Alles mit RSA Verschlüsselung

Wo wird die angewendet?

>4. Ellyptische Verschlüsselungen ?

Dito?

von (prx) A. K. (prx)


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Falk Brunner schrieb:
>>3. Alles mit RSA Verschlüsselung
>>4. Ellyptische Verschlüsselungen ?
> Wo wird die angewendet?

Bei den üblichen Web-Zertifikaten.
In Mailverschlüsselung wie PGP/GPG und S/MIME.
In Internetverschlüsselung wie SSL/TLS/HTTPS.
In Zusammenhang mit deinem Personalausweis, wenn neu genug.
... und, und, und ...

: Bearbeitet durch User
von Vn N. (wefwef_s)


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Matthias Sch. schrieb:
> vn nn schrieb:
>> Quantencomputer arbeiten mit Paralleluniversen.
>
> Soweit ich weiss, sollen Q-Computer sich die 'Vielweltentheorie' der
> Qunatenphysik nutzbar machen. Quanten 'zerfallen' nicht zu einer
> bestimmten Lösung (wie der Würfel, der sich immer für eine bestimmte
> Zahl entscheidet), sondern verwirklichen alle möglichen Lösungen. Johann
> hat ja auch schon was drüber geschrieben.

Verdammt, ich hab den Link vergessen, der den Beitrag eigentlich zu dem 
gemacht hätte, was er werden sollte. Aber Joe G. hat ihn in der 
Zwischenzeit auch schon gepostet (hat sicher was mit Telepathie und 
Paralleluniversen zu tun): 
Beitrag "Re: Quantencompuing - etz mal Tacheles!"

Falk Brunner schrieb:
>>3. Alles mit RSA Verschlüsselung
>
> Wo wird die angewendet?

https://de.wikipedia.org/wiki/RSA-Kryptosystem#Anwendungsgebiete

von Norbert M. (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Das Problem ist dabei die Einstiegsschwelle. Ein Quantencomputer muss
> MINDESTENS so gut sein wie ein herkömmicher Conputer auf Siliziumbasis,
> sonst beleibt es ein Ladenhüter! Da ist der Markt knallhart! Und da
> haben die Siliziumrechner halt mehr als 60 Jahre Vorsprung!

Ich glaube kaum, daß der Quantencomputer die universelle Rechenmaschine 
(egal ob diese dann auf Halbleiterbasis oder von mir aus auf optischer 
Elektronik basiert) ersetzen wird.

Ich denke eher, daß es Module geben wird, die den Rechner dann eben für 
spezielle Probleme erweitern (vielleicht in Form einer Riser-Card).

Allerdings habe ich ähnliche Verständnisprobleme wie der TS, ich weiss 
nicht recht, "wie das Ganze mit diesen QBits funktioniert".

Bspielsweise soll der Wert "21" in die Primfaktoren "3" und "7" zerlegt 
werden, dafür brauche ich (wenn ich das richtig verstanden habe) 5 
QBits. Von mir aus sind die QBit-Zustände Spins von irgendwelchen 
Teilchen.

Fragen: Wie überführe ich diese Q-Bits nun in den verschränkten Zustand 
27? Wie sage ich den Qbits (bzw. der Superposition), daß sie bitte in 
einen Primfaktor von "27" zerfallen soll? Reicht hinschauen 
(Beobachter), damit die Verschränkung zerfällt? Bekomme ich als Ergebnis 
"3" oder "7" oder hängt das vom Zufall oder gar vom Algorithmus ab?

Theoretisch (bzw. mathematisch) scheint das alles ja ziemlich gut zu 
funktionieren, allerdings komme ich eher aus der Praktiker-Ecke, da wäre 
ein anschauliches Beispiel eben nicht schlecht.

LG, N0R

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Der Shor-Algorithmus besteht aus einem klassischen Teil und einem 
Quanten-Teil.

Die Idee ist, eine nichttriviale Einheitswurzel in (Z/nZ)* zu finden 
bzw. phi(n) zu bestimmen. phi ist die Eulersche phi-Funktion und (Z/nZ)* 
ist die multiplikative Gruppe von Z/nZ, d.h besteht aus allen 
natürlichen Zahlen 1..21, die teilerfremd zu 21 sind (es gibt phi(21) = 
12 davon).

Im Beispiel mit 21 könnte man mit 2 beginnen und fragt, was ist die 
Ordnung von 2 in (Z/21Z)*, d.h. für welches r ist 2^r = 1 mod 21?  Der 
Quanten-Teil liefert (mit hoher Wahrscheinlichkeit) r=6, und in der Tat 
ist 2^6 = 1 mod 21.  Zudem ist r gerade, d.h. wir bekommen eine 
Einheitswurzel w=8 durch 2^(r/2), dieses w ist nichttrivial (d. h, w != 
-1). Dann bilden wir ggT (w-1, 21) und erhalten 7, einen Teiler von 21. 
Was auch gehen müsste ist ggT (w+1, n), was den Teiler 3 liefert.

Falls der Quanten-Teil versagt, d.h. mit kleiner Wahrscheinlichkeit ein 
falsches r oder ein ungerades liefert, wiederholt man den Algorithmus. 
Ein falsches r erkennt man daran, daß 2^r != 1 mod 21 ist.

Der klassische Teil der Berechnung ist eher langweilig, das ist schnöde 
elementare Zahlentheorie.  Der nicht-klassische Teil ist komplizierter, 
aber das Prinzip ist immer ähnlich:

1) Initialisiere ein (oder mehrere) Register mit allen möglichen 
Startwerten / Antworten.

2) Führe Operationen auf den Registern aus.

3) Führe eine Messung durch, das Ergebnis ist mit hoher 
Wahrscheinlichkeit der gesuchte Wert.

ad 1) Hier ist es nicht möglich, die QBits einzeln zu initialisieren. 
Dies würde N Qbits liefern, die nebeneinander arbeiten.  Im Endeffekt 
hätte man einen klassischen N-Bit Computer, der unzuverlässige 
Ergebnisse liefert.

Die Crux ist, die N Bits in einen verschränkten Zustand zu bringen.  Die 
einzelnen QBits sind dann nicht mehr unabhängig voneinander, sondern nur 
durch eine einzige Wellenfunktion beschreibbar, die sich nicht durch 
das Produkt von N Einzelfunktionen darstellen läßt.

ad 2) Die Operationen, die nun auf den QRegistern ausgeführt werden, 
sind so beschaffen, daß gewünschte Eigenzustände eine höhere 
Wahrscheinlichkeiten bekommen, und entsprechend die unerwünschten 
Eigenzustände kleinere Wahrscheinlichkeiten.

Wichtig ist dabei, daß die Verschränkung während der Berechnung nicht 
zerstört wird, etwa durch Wechselwirkung mit der Umgebung.  In dem Falle 
würde das System vorzeitig in einen unerwünschten Eigenzustand 
übergehen.  Ungefähr so, als würde man einen klassischen Algorithmus 
mittendrin anhalten.

ad 3) Am System wird eine Messung durchgeführt.  Das System 
"entscheidet" sich für einen bestimmten der 2^N Eigenzustände.  Zustände 
mit höherer Wahrscheinlichkeit werden eher angenommen als solche mit 
kleineren Wahrscheinlichkeiten.  Im obigen Beispiel ist der 
nicht-klassische Teil des Shor-Algorithmus' so beschaffen, daß r=6 eine 
hohe Wahrscheinlichkeit bekommt.

Soweit das Prinzip.

Allerdings hab ich auch keine Ahnung, wie man z.B. eine Addition mit 
QRegistern ausführt oder wie ein AND, d.h. wie das konkret umgesetzt 
werden könnte. :-(

Ein NOT mit einem Photon ist das Maximum, was in meinen kleinen Kopf 
passt :-(

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Norbert M. schrieb:

> Wie überführe ich diese Q-Bits nun in den verschränkten Zustand 27?

Wo kommt denn die 27 her? Vom Tippteufel?

von Norbert M. (Gast)


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Johann L. schrieb:
> Die Idee ist, eine nichttriviale Einheitswurzel in (Z/nZ)* zu finden
> bzw. phi(n) zu bestimmen. phi ist die Eulersche phi-Funktion und (Z/nZ)*
> ist die multiplikative Gruppe von Z/nZ...

Hehe, solche Sachen wie "nichttriviale Einheitswurzeln", "multiplikative 
Gruppen von Z" oder ähnliches (als Praktiker kriege ich schon beim Wort 
'Restklasse' einen Brechanfall) sind eben genau das, wo ich einfach 
aussteige.

> Im Beispiel mit 21 könnte man mit 2 beginnen und fragt, was ist die
> Ordnung von 2 in (Z/21Z)*, d.h. für welches r ist 2^r = 1 mod 21?  Der
> Quanten-Teil liefert (mit hoher Wahrscheinlichkeit) r=6, und in der Tat
> ist 2^6 = 1 mod 21.  Zudem ist r gerade, d.h. wir bekommen eine
> Einheitswurzel w=8 durch 2^(r/2), dieses w ist nichttrivial (d. h, w !=
> -1). Dann bilden wir ggT (w-1, 21) und erhalten 7, einen Teiler von 21.
> Was auch gehen müsste ist ggT (w+1, n), was den Teiler 3 liefert.

Ohne alles verstanden zu haben: Ist das nicht eine Art von 
Approximation?
Gäbe es also dann auch "schnellere" und "langsamere" Quantencomputer, so 
wie wir das auch derzeit von den "klassischen" Rechenmaschinen kennen? 
Ich dachte ja immer, daß bei "diesen Quantensachen" die Zeit eben keine 
Rolle mehr spielt - irre ich da und es qird dann eine QTOPS500-Liste 
geben?

> Falls der Quanten-Teil versagt, d.h. mit kleiner Wahrscheinlichkeit ein
> falsches r oder ein ungerades liefert, wiederholt man den Algorithmus.
> Ein falsches r erkennt man daran, daß 2^r != 1 mod 21 ist.

Das bedeutet also, daß der Quantenteil mit einer gewissen/kleinen Wahr- 
scheinlichkeit nicht das gewuenschte Ergebnis ausspuckt, richtig?

> 1) Initialisiere ein (oder mehrere) Register mit allen möglichen
> Startwerten / Antworten.
> 2) Führe Operationen auf den Registern aus.
> 3) Führe eine Messung durch, das Ergebnis ist mit hoher
> Wahrscheinlichkeit der gesuchte Wert.

> ad 1) Hier ist es nicht möglich, die QBits einzeln zu initialisieren.
> Dies würde N Qbits liefern, die nebeneinander arbeiten. Im Endeffekt
> hätte man einen klassischen N-Bit Computer, der unzuverlässige
> Ergebnisse liefert.

Genau, so weit steige ich als "einfacher Bastler" auch noch dirch.

> Die Crux ist, die N Bits in einen verschränkten Zustand zu bringen. Die
> einzelnen QBits sind dann nicht mehr unabhängig voneinander, sondern nur
> durch eine einzige Wellenfunktion beschreibbar, die sich nicht durch
> das Produkt von N Einzelfunktionen darstellen läßt.

Eben, genau da ist das Verständnisproblem: Wie bekomme ich praktisch 
diese 5 Teilchen (die QBits repräsentieren sollen) in den verschränkten 
Zustand? Als Laie stelle ich mir da erstmal einen Laserstrahl vor, dar 
durch diese 5 QBits "durchschiesst" - nur wie "pumpe ich die Information 
rein"? Geht das über die Energie des Strahls?

> ad 2) Die Operationen, die nun auf den QRegistern ausgeführt werden,
> sind so beschaffen, daß gewünschte Eigenzustände eine höhere
> Wahrscheinlichkeiten bekommen, und entsprechend die unerwünschten
> Eigenzustände kleinere Wahrscheinlichkeiten.

Eben, aus Praktikersicht stellt sich da neuerlich die Frage: WIE sehen 
diese Operationen aus, die diese Wahrscheinlichkeiten erhöhen?

> Wichtig ist dabei, daß die Verschränkung während der Berechnung nicht
> zerstört wird, etwa durch Wechselwirkung mit der Umgebung.

Das ist wieder leichter verständlich, für mich als Bastler:
Nix anfassen, nicht hingucken. Lässt sich machen.

> In dem Falle würde das System vorzeitig in einen unerwünschten
> Eigenzustand übergehen. Ungefähr so, als würde man einen klassischen
> Algorithmus mittendrin anhalten.

Da muss ich an Schrödinger denken: Solange der Zustand der Katze nicht 
gemessen wird (oder sie sich selbst als Beobachter in einen der zwei 
möglichen Zustände überführt) ist doch alles in ordnung.

> ad 3) Am System wird eine Messung durchgeführt.

Eben, genau hier wirds wieder schwierig!

> Das System  "entscheidet" sich für einen bestimmten der 2^N
> Eigenzustände. Zustände mit höherer Wahrscheinlichkeit werden eher
> angenommen als solche mit  kleineren Wahrscheinlichkeiten.

Wie sage ich dem "verschränktem System" (von dem ich übrigens leider 
noch immer nicht weiss, wie ich es überhaupt erstellen soll) denn, daß 
es sich nun 'endlich' zu entscheiden hat?

> Im obigen Beispiel ist der nicht-klassische Teil des Shor-Algorithmus'
> so beschaffen, daß r=6 eine hohe Wahrscheinlichkeit bekommt.

Und hier fehlen mir als Pflichtschulabsolvent wieder die Grundlagen :-(

> Soweit das Prinzip.

Danke jedenfalls für deine Ausführungen, auch wenn ich wohl objektiv 
jetzt auch nicht mehr als vorher weiss, so führt es mich gefühlsmässig 
doch in die richtige Richtung. Danke, daß Du Dir die Zeit für mich 
genommen hast.


Johann L. schrieb:
>> Norbert M. schrieb:
>>> Wie überführe ich diese Q-Bits nun in den verschränkten Zustand 27?
>> Wo kommt denn die 27 her? Vom Tippteufel?

Genau, da habe ich mich leider vertippt. SORRY!
>>> Bspielsweise soll der Wert "21" in die Primfaktoren "3" und "7"
>>> zerlegt werden, dafür brauche ich (wenn ich das richtig verstanden
>>> habe) 5 QBits.
>>> Wie überführe ich diese Q-Bits nun in den verschränkten Zustand 27?
>>> Wie sage ich den Qbits (bzw. der Superposition), daß sie bitte in
>>> einen Primfaktor von "27" zerfallen soll?

Gemeint war überall, wo 27 steht die 21. Zu viele Gedanken.


LG, N0R

von Dipl.- G. (hipot)


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Matthias Sch. schrieb:

> sollen Q-Computer sich die 'Vielweltentheorie'

Die Viele-Welten-Theorie ist neben dem Gequatsche über 
Paralleluniversen/Multiversen der größte Schwachsinn, der mit der 
modernen Physik getrieben wird. Absoluter Blödsinn. Schon wenn Stephen 
Hawking mit drinhängt, ist größte Vorsicht geboten, denn seit seiner 
hypothetischen Strahlung, die schwarzen Löchern entweichen soll, hat 
Hawking nichts Substantielles mehr beigetragen und nur noch esoterischen 
Scheiß gemacht. In den späten 80ern und in den 90ern hat es ihm und 
seinen Schnapsideen in der Theoretischen Physik gründlich den Boden 
unter den Füßen weggezogen. Je älter er wurde, desto mehr spielt er den 
arroganten Oberlehrer, der z.B. in seinen Büchern ein 
wissenschaftstheoretisch fragwürdiges Kapitel ans nächste reiht, ohne 
daraufhinzuweisen, daß der größte Teil eine Mischung aus Spekulation, 
Fieberwahn und Hirngespinst ist, und der ganze Laden bloß von 
absonderlicher reiner Mathematik zusammengehalten wird.

von Martin G. (Firma: http://www.gyurma.de) (martin_g)


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Seit die theoretischen Physiker mit den mehrdimensionalen Stringtheorien 
rumspielen, ist die Physik nicht mehr schön. Alles schwachsinnig 
zusammengestöpselt, damit keiner mehr weiß, was die da wirklich treiben.

Die verheizen massenhaft Geld, aber Ergebnisse liefern sie nicht.
z.B. Higgs Boson: Alle meinten, wenn wir den finden, wissen wir wie die 
Welt funktioniert. Cool. Jetzt haben sie ihn gefunden, und suchen dafür 
noch hunderte andere Higgs Bosone, weil das Problem mit der Trägheit der 
Körper doch nicht gelöst wurde, und somit der Cern weiter finanziert 
wird...

Was mir fehlt in der Physik ist:
1. Eine wirkliche verständliche Erklärung der Gravitation, damit man sie 
auch mal irgendwann manipulieren kann (jeder der darüber forscht und 
Experimente macht wird als Spinner abgestempelt, obwohl die Ergebnisse 
im Fall eines Erfolges durchaus ansehnliche Raumschiffe ermöglichten)
2. Eine wirkliche verständliche Erklärung der Trägheit
3. Eine Erklärung oder besser ein neues Modell der Magnetischen 
Induktion. (z. B. verstehe ich die relativistische Erklärung der 
Anziehung / Abstoßung von 2 Elektrischen Leitern, aber beim Besten 
Willen erklärt dies nicht, daß die sich ändernden Ströme 
(Flußgeschwindigkeit der Elektronen) einen Drang der Elektronen im 
anderen Leiter verursacht, auf einmal zu beschleunigen, wenns im einen 
langsamer wird...)
4. Was ist Zeit und Raum? (OK, das wird philosofisch...)

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Eine typische Eigenschaft in der Wissenschaft ist die parallele 
Entwicklung unterschiedlicher Theorien zu einem neuen 
Wissenschaftskonzept. Sie werden solange verdichtet, bis schließlich 
eine neue Qualität entsteht. Meist ist erst dieses Ergebnis dann 
verblüffend einfach. Der Weg dahin jedoch steinig und von vielen 
Irrwegen gekennzeichnet.

1. Was ist am Gravitationsgesetz unverständlich?
2. Was ist an der trägen Masse unverständlich?
3. Was ist an den Maxwellschen Gleichungen unverständlich?
4. Was ist an der Raumzeit unverständlich?

von Robert L. (lrlr)


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IMHO recht einfach:

es gibt eine Formel mit vielen unbekannten (also den Bits 0/1)
und ein Ergebnis

der klassische PC (Excel Zielwertsuche) probiert mal alle Bits durch, 
bis er das Ergebnis hat

die Q-Bits hingegen haben 3 Zustände (0/?/1)
sind erstmal alle "?" (also ne ziemlich Suppe) und können nicht einfach 
so mal (jedes für sich) 1 oder 0 werden , sondern (ich vermute mal) 
Fallen alle gemeinsam  in den (einzigen möglich) Zustand (Ergebnis) 
welches  (vermutlich) die geringste Energie benötigt

(so stellt sich zumindest der kleine Franz das vor..)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Norbert M. schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Die Idee ist, eine nichttriviale Einheitswurzel in (Z/nZ)* zu finden
>> bzw. phi(n) zu bestimmen.

> Hehe, solche Sachen wie "nichttriviale Einheitswurzeln", "multiplikative
> Gruppen von Z" oder ähnliches (als Praktiker kriege ich schon beim Wort
> 'Restklasse' einen Brechanfall) sind eben genau das, wo ich einfach
> aussteige.

Das ist Mathematik. Und zwar relativ simple Zahlentheorie. Mit einer 
Aversion gegen Mathematik bringst du es nicht weit, weder mit 
klassischen Computern noch mit Quantencomputern.

> Ohne alles verstanden zu haben: Ist das nicht eine Art von
> Approximation?

Der klassische Teil rechnet nur mit ganzen Zahlen, da wird gar nix 
approximiert. Der quantenphysikalische Teil ist von Natur aus 
probabilistisch.

Das ist sozusagen das Grundprinzip jeder Berechnung mit einem 
Quantencomputer. Der Quantenteil "rät" eine Lösung, die klassisch 
überprüft werden muß. Hier zeigt sich auch, wo die Grenzen des QC 
liegen: Probleme, bei denen die Überprüfung mehr als polynomial Zeit 
(oder Platz) braucht, sind auch mit dem QC nicht besser lösbar als ohne.

> Gäbe es also dann auch "schnellere" und "langsamere" Quantencomputer, so
> wie wir das auch derzeit von den "klassischen" Rechenmaschinen kennen?

Jein. Die Crux jedes Quanten-Algorithmus steckt in diesem unscheinbaren 
Satz:

Johann L. schrieb:
> 2) Führe Operationen auf den Registern aus.

Der Algorithmus bestimmt dabei, welche Operationen wie oft 
ausgeführt werden müssen. Die Geschwindigkeit des QC könnte man dann 
z.B. über den Zeitbedarf gewisser elementarer (Quanten-)Operationen 
charakterisieren.

Aber: die Laufzeit eines Quantenalgorithmus ist unabhängig von der 
Größe des zu lösenden Problems. Ob du mit dem Shor-Algorithmus 21 
faktorisierst oder 123456787654321 - die Anzahl der Quantenoperationen 
ist jeweils gleich (nach meinem Verständnis). Was sich ändert, ist die 
Breite der Quantenregister. Für 21 braucht man 5 Qbits, für die o.g. 
Zahl hingegen 47.

Es ist derzeit unklar, ob der Zeitbedarf von der Breite der Quanten- 
register abhängt. Man kann schlicht keine breiten Quantenregister bauen.

> Das bedeutet also, daß der Quantenteil mit einer gewissen/kleinen Wahr-
> scheinlichkeit nicht das gewuenschte Ergebnis ausspuckt, richtig?

Ja. Die Messung nagelt das Quantensystem in einem diskreten Zustand 
fest. Die Wellenfunktion bestimmt, wie wahrscheinlich bestimmte Zustände 
sind. Der Quantenteil "frisiert" die Wellenfunktion dahingehend, daß 
Lösungen des Problems eine höhere Wahrscheinlichkeit haben als 
Nichtlösungen. Trotzdem gibt es keine Garantie, daß du nicht bei 100 
Läufen nacheinander jeweils 100 Nichtlösungen bekommst. Und das sogar 
dann, wenn es nur 2 Zustände geben sollte. Das ist einfach die Natur 
eines nichtdeterministischen Algorithmus.

> Wie sage ich dem "verschränktem System" (von dem ich übrigens leider
> noch immer nicht weiss, wie ich es überhaupt erstellen soll) denn, daß
> es sich nun 'endlich' zu entscheiden hat?

Indem du hinschaust. Das ist übrigens eine der Fragen, die die Physik 
(für mich) nach wie vor nicht zufriedenstellend klärt: was ist das Wesen 
einer Messung?


XL

von A. S. (rava)


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jetzt würde ich mich doch ganz gerne mal wieder zu Wort melden. Danke 
für eure Beiträge. Ich picke einfach mal wahllos ein paar heraus.

Axel Schwenke schrieb:
> Mit einer
> Aversion gegen Mathematik bringst du es nicht weit, weder mit
> klassischen Computern noch mit Quantencomputern.

Das durfte ich leider auch beobachten. Ich denke, ich bin mathematisch 
eher auf einem niedrigeren Stand als Norbert. Ich hatte zwar 4 Semester 
Höhere Mathematik im Unistudium, aber bei uns lag der Fokus mehr auf dem 
angewandten Rechnen. Die Unterscheidung wie bei Informatikern oder 
Physikern zwischen Analysis, Algebra...?... gab es bei uns nicht. Ich 
wüsste nicht, wie sich die verschiedenen Disziplinen überhaupt 
unterscheiden.
Und Begriffe wie "Gruppe" und "Körper", also absolute Grundlagen von 
Mathematikern haben in meinem Kopf einfach keinerlei Bedeutung. Wenn ich 
versuche, mithilfe von Wikipedia diese Grundlagen nachzuholen, komme ich 
vom Hundertsten ins Tausendste, ohne jemals zu verstehen, worum es 
eigentlich geht.
In der Uni war das hingegen nie ein Problem. Auch physikalisch 
anspruchsvollere Fragestellungen wie statistische Mechanik oder 
Quantenmechanik für MEMS konnte man uns ganz gut erklären, mit einfachen 
Worten.
"Hier ist die Welle, da die Schrödingergleichung, da die 
Kurzschreibweise" - das ging alles ohne abstrakte mathematische 
Konstrukte.
In der Literatur komme ich allerdings damit nicht weiter und selbst für 
einen sinnvollen Einstieg genügt es nicht.

Axel Schwenke schrieb:
> Das ist sozusagen das Grundprinzip jeder Berechnung mit einem
> Quantencomputer. Der Quantenteil "rät" eine Lösung, die klassisch
> überprüft werden muß.

Guter Hinweis. Danke.
Lügen wir uns hier vielleicht mit der Geschwindigkeit von 
Quantencomputern etwas vor?
Ich meine wir reden hier von nichtdeterministischen Berechnungen. Kann 
man sicherstellen, dass die Erwartungswerte der Algorithmen über alle 
Größen von Quantenregistern konstant bleiben?
Oder anders ausgedrückt: wenn ich mein Problem hochskaliere, stört das 
den Quantencomputer nicht wirklich, weil die Größe der vom QC lösbaren 
Probleme exponentiell mit der Registergröße des QC wächst. Aber was 
wäre, wenn die Wahrscheinlichkeit, die richtige Lösung zu finden, im 
selben Maß sinkt?
Ich würde mir wünschen, dass neben der Tatsache, dass "die zur Lösung 
nötige Quantenregisterzahl mit der Problemgröße linear steigt" auch 
sichergestellt ist, dass die Wahrscheinlichkeit, die richtige Lösung zu 
bekommen bei großen Problemen nicht zu stark sinkt.
Sobald die Anzahl der nötigen Versuche exponentiell steigt, ist nichts 
gewonnnen.

Dipl.- Gott schrieb:
> Vielweltentheorie

Och, das geht zwar grad etwas vom Thema weg, aber ich sehe das Problem 
nicht. Es gibt zwei Interpretationen der Quantenmechanik. Beides sind 
nichtnachprüfbare Modellvorstellungen, die mathematisch ein und das 
selbe Ergebnis haben (Wahrscheinlichkeiten vs. Vielweltentheorie). Wie 
bei der Religion würde ich jedem selbst überlassen, woran er glauben 
mag.
Vielleicht gibt's ja irgendwann doch ein Experiment, um die ein oder 
andere Interpretation zu widerlegen. Dürfte aber schwierig werden.

Norbert M. schrieb:
> WIE sehen
> diese Operationen aus, die diese Wahrscheinlichkeiten erhöhen?

Genau das war meine ursprüngliche Frage. Hat denn keiner eine Liste 
Quassemblerbefehlen?

von Norbert M. (Gast)


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Hallo nochmal,

auch wenn mir - wie oben in diesem Thread schon angedeutet - für das 
tiefergehende Verständnis der Thematik "Quantencomputer" sowohl das 
physikalische Wissen als auch insbesondere das mathematische Rüstzeug 
fehlen, so habe ich doch manchmal in meiner Freizeit hin und wieder 
etwas darüber gelesen.

Ich möchte mich auch an dieser Stelle herzlich bei Johann (gjlayde) und 
Axel (a-za-z0-9) für die tiefergehenden Ausführungen bedanken. Auch wenn 
ich von eurem Geschrieben vielleicht ein Zehntel verstehe (liegt 
teilweise wieder an fehlender Mathe), so erschliesst sich mir doch, daß 
eure Ausführungen für viele hier hilfreich sein können. Alle paar 
Wochen, wenn ich den Thread wieder mal überflige, verstehe ich 
jedenfalls wieder ein bisschen mehr davon.

Den "Algorithmus vom Schorsch" werde ich jedenfalls noch lange nicht 
verstehen, allerdings erlaube ich mir bei meinem in den letzten Wochen 
infinitesimal gewachsenen Wissen nun dennoch neuerlich eine Frage:

Was hat es mit diesem mir suspektem Hadamard-Gatter zu tun? Soweit ich 
das bis jetzt verstanden habe, überführt das Hadamard-Gatter ein Qubit 
aus dem - ich nenn's mal so - Grundzustand in den Superpositionszustand. 
Schön, wenn ich jetzt das QBit messe, dann bekomme ich zu 50% Null und 
zu 50% Eins zurück. Das erwarte ich aber auch von einem Qubit, ist also 
Hadamard der Übergang vom klassischen in den quantenmechanischen 
Zustand?

An anderer Stelle habe ich wieder gelesen, dass Hadamard für die 
Verschränkung mehrerer Qubits zuständig ist. In diesem Sinne macht das 
Hadamard-Gatter das Entscheidende am Quantencomputer. Den Begriff find' 
ich übrigens blöd, mit einem Gatter im herkömmlichen Sinn hat das ja 
nichts zu tun, besser sollte man wohl eher von "der auf ein QBit oder 
ein QRegister angewandten Hadarmad-Funtion" oder, wenn's eher C-like 
sein soll, vom "Hadermad-Operator" sprechen.

Wass macht denn dieser Hadarmad nun, für einen Laien verständlich? 
Überführt er das Bit in den Quantenzustand oder verschränkt er mehrere 
QBits auf ein QRegister? Das hab' ich bis jetzt noch gar nicht 
verstanden, leider.

Übrigens gibt's da dann noch diese Dirac-Notation mit der Wurzel, die 
verstehe ich auch nicht. Ich nehme einfach den Wert unter der Wurzel und 
nehme den ^(-1) für die Wahrscheinlichkeit. So ganz habe ich das alles 
jedoch (wieder fehlt Mathe) nicht verstanden, daher bitte ich jetzt mal 
einfach dilletantisch füpr alle Erklärungen einfach 50% 
Wahrscheinlichkeit vorauszusetzen.

Ich steige ja schon bei dieser komischen Hadamard-Matrix aus,
H -> [1, 1; 1, -1]

Aber egal, da fehlt mir eben die Mathematik. Mir gehts eher darum, zu 
verstehen, was das Hadamard-Gatter nun wirklich macht, praktisch 
gesehen.
In meiner Pseudo-Schreibweise (also explizit nicht Dirac-Notation) gibts 
folgende Möglichkeiten (unter der oben genannten "50%-Prämisse"):

H(Qubit) -> Messung(Qubit) ==> 50% Wahrscheinlichkeit "0" und 50% "1".

Oder

H(Q1,Q2) -> Verschränkung
WENN Zustand Beispielsweise (Q1:1, Q2:0)
DANN bei Messung Q1=1 zerfällt Q2->0

Oder andere Frage, eher aus meiner begrenzten Praktikersicht:
Ich habe angenommen 3 Qubits, "mache auf die den Hadamard" und messe 
dann:
Dann kriege ich doch einen 3-Bit-Zufall, oder?
Also Q1Q2Q3 zerfällt dann in 001, 010, 011, 100, 101, 111, 000, 100.
Und wenn ich das immer wieder mache, dann sehe ich, daß echter Zufall 
rauskommt? Also von mir aus Chi-X (oder was sonst bei den 
Statistik-Knechten grade so in ist) auf die Ergebnisse drüberlaufen 
lassen und das bescheinigt mir dann echten Zufall? Naja, das wiederum 
wäre ja keine Kunst, wenn das einzelne QBit ja zu 50% eins ist und zu 
50% null.

Letzte Frage noch, auch wenn sie für die Wissenden vielleicht blöd' ist: 
Funktioniert das Primzahlenknacken (nach Shor) auch mit "meinen" 
einfachen Qubits, die nur 50% Wahrscheinlichkeit haben, oder braucht man 
dazu unbedingt diese frei Einstellbaren Wahrscheinlichkeitsfaktoren? Und 
braucht man mehr Bits, wenn man nur die 50-50-Qubits hat als jene mit 
der frei einstellbaren Wahrscheinlichkeit?

Klingt alles etwas wirr, aber besser kann ich meine Wissenslücken leider 
nicht erklären.

LG, N0R

von Stefan R. (srand)


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A. S. schrieb:
> Warum sind klassisch NP-harte Probleme auf dem Quantencomputer plötzlich
> in polynomialer Zeit lösbar?

Sind sie nicht.

von Stefan R. (srand)


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Martin G. schrieb:
> Unsere jetzigen Verschlüsselungen die mit öffentlichen und privaten
> Schlüsseln arbeiten wären alle knackbar. (Sind sie auch jetzt schon dank
> der NSA und ihrem Pseudo Random Generator)

Lall.

Die Snowden-Veröffentlichen haben eines gezeigt: Unsere heutige 
Kryptographie wirkt selbst gegen die NSA.

von Stefan R. (srand)


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Martin G. schrieb:
> Alle meinten, wenn wir den finden, wissen wir wie die
> Welt funktioniert.

Und wieder Lall.

Erzähl doch mal, welcher prominente Physiker soll das denn behauptet 
haben?

von Stefan M. (derwisch)


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Dipl.- Gott schrieb:
> Die Viele-Welten-Theorie ist neben dem Gequatsche über
> Paralleluniversen/Multiversen der größte Schwachsinn, der mit der
> modernen Physik getrieben wird. Absoluter Blödsinn. Schon wenn Stephen
> Hawking mit drinhängt, ist größte Vorsicht geboten, denn seit seiner
> hypothetischen Strahlung, die schwarzen Löchern entweichen soll, hat
> Hawking nichts Substantielles mehr beigetragen und nur noch esoterischen
> Scheiß gemacht. In den späten 80ern und in den 90ern hat es ihm und
> seinen Schnapsideen in der Theoretischen Physik gründlich den Boden
> unter den Füßen weggezogen. Je älter er wurde, desto mehr spielt er den
> arroganten Oberlehrer, der z.B. in seinen Büchern ein
> wissenschaftstheoretisch fragwürdiges Kapitel ans nächste reiht, ohne
> daraufhinzuweisen, daß der größte Teil eine Mischung aus Spekulation,
> Fieberwahn und Hirngespinst ist, und der ganze Laden bloß von
> absonderlicher reiner Mathematik zusammengehalten wird.

So sieht es aus.
Zur Vertiefung zu empfehlen: www.viaveto.de

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Norbert M. schrieb:
> Soweit ich das bis jetzt verstanden habe, überführt das
> Hadamard-Gatter ein Qubit aus dem - ich nenn's mal so -
> Grundzustand in den Superpositionszustand.

Das kannst du mit einem Hadamard-Gatter machen, ja.  Bringt dir 
abernicht viel.

> Schön, wenn ich jetzt das QBit messe, dann bekomme ich zu 50% Null
> und zu 50% Eins zurück. Das erwarte ich aber auch von einem Qubit,
> ist also Hadamard der Übergang vom klassischen in den
> quantenmechanischen Zustand?

Nein. Ein QBit ist ein QBit.

> An anderer Stelle habe ich wieder gelesen, dass Hadamard für
> die Verschränkung mehrerer Qubits zuständig ist.

Auch das stimmt so nicht.  Im Graben funktioniert ein Q-Algorithmus so

1) Verschkänkung von n QBits herstellen bzw. n QBits so präparieren, 
dass sie verschränkt sind.

2) Veschränken (reinen) Zustand in einen anderen (reinen) Zustand 
überführen, der die "Eingabe" darstellt.

3) Q-Algorithmus / Q-Operationen auf 2) anwenden, und zwar ohne 1) zu 
zerstören.  In gewissen Sinne kann auch 2) als Q-Algorithmus aufgefasst 
werden.

4) Zustand messen.  Dadurch wird der Zustand zerstört.  Was ausgelesen 
wurde ist λ, einer der 2^n möglichen Eigenwerte der Observablen.

5) Überprüfen, ob λ eine Lösung des Problems ist.

> Wass macht denn dieser Hadarmad nun, für einen Laien verständlich?

Ein QM-Zustand ist ein Element eines komplexen Hilbertraums, im Falle 
von QBits mit nur endlich vielen Dimensionen (2^n Stück für n 
verschränkte QBits).  Eine Operation auf dem Zustand ändert diesen 
Vektor und damit auch dessen Komponenten bezüglich irgendeiner Basis 
des Raumes.

Alternativ kann man den Zustand unverändert lassen und eine andere Basis 
wählen :-)

Beispiel: Der Spinzustand eines Spin 1/2 Teilchens ist Element eines 
2-dimensionalen Hilbertraumes.  Um diesen Zustand zu beschreiben, musst 
du 2 Zahlen angeben anstatt nur einer Zahl für ein normales Bit.

Für ein einzelnes QBit bringt dir das aber nich nix, denn die 
Komponenten genügen einer Normierungsbedingung, und diese 
Normierungsbedingung führt dazu, dass auch zur Angabe eines (reinen) 
QBits eine einzige Zahl genügt.  Das ist der Grund, warum n einzelne 
QBits keinen Vorteil gegenüber n klassiechen Bits haben.

> Übrigens gibt's da dann noch diese Dirac-Notation mit der Wurzel,
> die verstehe ich auch nicht.

Welche Wurzel? Die beiden EIgenzustände eines Qbits könnte man als |0> 
und |1> bezeichnen, das ist eine Basis des Hilbertraumen.  Der Zustand 
des Qbits ist dann a·|0> + b·|1> mit der Normierungsbedungung a²+b²=1, 
und |0> und |1> sind natürluich auch normiert.  Eine Operation schraubt 
dann an a und b rum.

> Ich habe angenommen 3 Qubits, "mache auf die den Hadamard" und
> messe dann:  Dann kriege ich doch einen 3-Bit-Zufall, oder?

Jein.  Die Kunst des Q-Computers bzw- Algorithmus' besteht dann darin, 
ihn so zu designen, das ein bestimmter Zustand eine hohe 
Wahrscheinlichkeit hat (z.B. > 10%) und dieser Zustand eine Lösung des 
Problems darstellt.

> Letzte Frage noch, auch wenn sie für die Wissenden vielleicht
> blöd' ist: Funktioniert das Primzahlenknacken (nach Shor)
> auch mit "meinen" einfachen Qubits, die nur 50% Wahrscheinlichkeit
> haben,

Ich versteh die Frage net. Es gibz keine "einfachen" (oder 
komplizierten) QBits.  Ein QBit ist ein QBit, und sein Zustand ist ein 
Paar komplexer Zahlen.

von Darth V. (darth_vader)


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Ein Quantencomputer kann keine Operationen durchführen, die nicht mit 
einem klassischen Computer möglich wären. Vereinfacht ausgedrückt macht 
ein Quantencomputer in jedem Maschinenzyklus eine Matrixmultiplikation. 
Daraus resultiert ein Zuwachs der Rechengeschwindigkeit.

Damit dein Quantencomputer arbeiten kann, müssen die einzelnen 
QM-Zustände mischen. (Schrödingers Katze)

Insgesamt hat sich der Herr Di Vincenzo ausführlich Gedanken über die 
Anforderungen an einen Quantencomputer gemacht. Bislang scheitern die 
ganzen Ionenfallen & Co. am 1. Kriterium, der Skalierbarkeit. 
Festkörperqubits sind meiner Meinung nach sehr aussichtsreiche 
Kandidaten. Doch hier ist die Dekoherenz ein großes Problem 
(3.Kriterium).

Es wird der Menschheit sicher in Zukunft möglich sein einen 
Quantencomputer zu bauen. Jedoch nicht in unserer Generation. Wer Jung 
ist könnte es vielleicht noch erleben. Genau wie Graphen Solarzellen und 
Fusionsreaktoren ;)

von Kurt B. (kurt-b)


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Darth V. schrieb:
>
> Es wird der Menschheit sicher in Zukunft möglich sein einen
> Quantencomputer zu bauen.


Nunja, es fehlt eine wichtige Zutat, die Quanten.

(Gravitation ist wirklich sehr einfach, es ist Eigenbeschleunigung der 
Materie)

 Kurt

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Darth V. schrieb:
> Ein Quantencomputer kann keine Operationen durchführen, die nicht mit
> einem klassischen Computer möglich wären.

Würd ich so nicht unterschreiben, siehe Bell'sche Ungleichung!

> Vereinfacht ausgedrückt macht ein Quantencomputer in jedem
> Maschinenzyklus eine Matrixmultiplikation.

Der Zustand eines Q-Computers ist die Superposition seiner 2^n 
Eigenzustände (bei n QBits).  Einen Zustand in einen anderen zu 
überführen kann man zwar als linearen Operator auffassen (welcher im 
endlich-dimensionalen Fall bekanntlich durch eine 2^n × 2^n Matrix 
darstellbar ist), aber einen Q-Computer als "Maschine zur 
Matrixmultiplikation" zu präsentieren vermittelt ein falschen Bild. 
Insbesondere auch deshalb weil der Zustand selbst nicht messbar ist!

> Daraus resultiert ein Zuwachs der Rechengeschwindigkeit.

Ein Q-Computer ist nicht generall schneller als ein klassischer 
Computer.  Es hängt seht stark vom zu lösenden Problem ab, ob ein 
Q-Computer überhaupt sinnvoll ist.

> Insgesamt hat sich der Herr Di Vincenzo ausführlich Gedanken über die
> Anforderungen an einen Quantencomputer gemacht. Bislang scheitern die
> ganzen Ionenfallen & Co. am 1. Kriterium, der Skalierbarkeit.

> Kandidaten. Doch hier ist die Dekoherenz ein großes Problem
> (3.Kriterium).
>
> Es wird der Menschheit sicher in Zukunft möglich sein einen
> Quantencomputer zu bauen. Jedoch nicht in unserer Generation.

Hä?  Es gibt doch Quantencomputer.  Sie sind im Forschungsstadium und 
haben nur einige wenige Bits, aber es sind Q-Computer.

von Mani W. (e-doc)


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Wo gibt es Quantencomputer, Quantensprünge und Quantenzeitversetzungen?

Wohl nur im "Eh so därrischem Bereich" ?


Es läßt sich nichts beweisen, aber ES existiert!


Mani

: Bearbeitet durch User
von Mani W. (e-doc)


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Universelle Energie, Raum-Zeit-Verschiebung und Mikrokosmos-Energie,
Freie Energie für Motoren im zig-KW-Bereich und

dazu warme Eislutscher?


"Quantencompuing-etz mal Tacheles!


Nur mal so frei dahergeredet, ist das ein Schmarrn....

: Bearbeitet durch User
von Icke ®. (49636b65)


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Johann L. schrieb:
> Es gibt doch Quantencomputer.  Sie sind im Forschungsstadium und
> haben nur einige wenige Bits, aber es sind Q-Computer.

Also Quanten-Abakusse.

von Mani W. (e-doc)


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Ich habe in meinen Socken einen Quanten-Chip...

der zeigt mir dann, ob ich mal waschen sollte...

Leider nicht beweisbar, da ich noch keine Käse-Referenz habe!

von Arc N. (arc)


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Johann L. schrieb:
> Ein Q-Computer ist nicht generall schneller als ein klassischer
> Computer.  Es hängt seht stark vom zu lösenden Problem ab, ob ein
> Q-Computer überhaupt sinnvoll ist.

Zum einen das, zum anderen steht noch nicht fest, wie das Verhältnis von 
z.B. BQP (bounded error quantum polynomial time) zu NP ist...

> Hä?  Es gibt doch Quantencomputer.  Sie sind im Forschungsstadium und
> haben nur einige wenige Bits, aber es sind Q-Computer.

Die aber nicht gerade viel sinnvolles berechnen können... Die 
kommerziellen Teile von D-Wave erreichen, so wie es aussieht, nicht die 
von einem Quantencomputer erwartbaren Geschwindigkeitszuwächse
http://www.sciencemag.org/content/345/6195/420

A. S. schrieb:
> In der Literatur komme ich allerdings damit nicht weiter und selbst für
> einen sinnvollen Einstieg genügt es nicht.

Könnte diesen Kurs empfehlen: 
https://www.edx.org/course/quantum-mechanics-quantum-computation-uc-berkeleyx-cs-191x
Der ist zwar z.Z. nicht aktiv, aber die Videos, Aufgaben und Slides sind 
noch online.

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Arc Net schrieb:
> Johann L. schrieb:
>> Hä?  Es gibt doch Quantencomputer.  Sie sind im Forschungsstadium
>> und haben nur einige wenige Bits, aber es sind Q-Computer.
>
> Die aber nicht gerade viel sinnvolles berechnen können...

...aber prinzipiell so funktionieren wie angedacht.  Damit Zahlen wie 15 
(in Worten: fünfzehn) zu faktorisieren mag zwar lächerlich klingen, aber 
es ist eine komplett neues Prinzip, das ist das entscheidende.  Seit 
Zuse die erste wirkliche Neuerung, bisher waren die Änderungen ja immer 
"nur" kleiner, schneller, mehr, billiger, etc.

Mit einem Q-Computer — selbst wenn der nur 2 QBits hat und zu 99.9% aus 
klassichen Drumrum besteht — ist aber ein fundamental anderes Prinzip 
implementiert.

> Die kommerziellen Teile von D-Wave erreichen, so wie es aussieht,
> nicht die von einem Quantencomputer erwartbaren
> Geschwindigkeitszuwächse

Wundert mich nicht wirklich.  Der Fokus liegt auf dem "kommerziell" und 
nicht auf dem "Quantum" ;-)  Die Dinger von D-Wave sind nämlich keine 
richtigen Quantencomputer...

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