Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Quantenphysik: Hybridcomputer rechnet schneller

Auf sich allein gestellt sind die Möglichkeiten von Quantensimulatoren noch begrenzt. Im Tandem mit klassischen Rechnern könnten aus ihnen bald jedoch sehr nützliche Werkzeuge werden.
Der Hybridrechner der Innsbrucker Forscher enthält 20 gekoppelte Ionen-Qubits.

Wenn Physiker sagen, Quantencomputer seien herkömmlichen Rechnern bald überlegen, meinen sie eine spezialisierte Maschine, die nur eine bestimmte Aufgabe schneller löst als jeder Supercomputer. Den für jedwede Anwendung frei programmierbaren Digitalcomputer werden solche frühen Modelle nicht ersetzen. Ein universeller Quantencomputer sei noch mindestens ein Jahrzehnt entfernt, sagen Experten.

Im Team könnten einfache Quantenrechner und klassische Computer jedoch schon früher nützliche Ergebnisse liefern. Kombiniert man sie geschickt, entsteht ein so genannter Hybridrechner. Seine Stärke besteht darin, nur den besonders kniffligen Teil eines Problems an einen »Quanten-­Koprozessor« auszulagern, viele andere Arbeitsschritte aber von einem klassischen Computer ausführen zu lassen. Forscher der Universität Innsbruck konnten nun demonstrieren, dass das Konzept viel versprechend ist – und bei ausgewählten Aufgaben vielleicht bald herkömmliche Supercomputer herausfordern könnte …

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Vielfältige Quanten

Wir tauchen ein in die Welt der Quanten, die uns noch immer zahlreiche Rätsel aufgibt. Forscher entwickeln ständig neue Modelle und hinterfragen grundlegende Dinge, wie beispielsweise das Konzept der Zeit. Gleichzeitig macht die Entwicklung neuer Quantencomputer große Fortschritte und könnte unsere Verschlüsselungssysteme bedrohen. Experten arbeiten an neuen Methoden, um unsere Daten zu schützen. Erfahren Sie, wie diese Herausforderungen gemeistert werden und ob Kryptografen den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen können.

Spektrum - Die Woche – Neue Reben für den Weinbau

Von Klimawandel und Krankheiten bedroht, muss der Weinbau an die neuen Bedingungen angepasst werden. Die Genschere soll den Wein der Zukunft retten. Außerdem beobachtet »Die Woche«, wie Künstlerinnen und Künstler die Welt wahrnehmen und wie sich soziale Unsicherheiten durch Social Media verstärken.

Spektrum der Wissenschaft – Quantencomputer

Supraleitende Schaltkreise, neutrale Atome oder Ionenfallen – es gibt viele verschiedene Ansätze, Qubits zu realisieren. Welche Technologie am Ende im Quantencomputer stecken wird, ist noch offen. Wir geben einen Überblick über die sechs aktuellen Favoriten. Außerdem im Heft: In Island planen Wissenschaftler, im Bereich der Krafla zu einem Reservoir mit flüssigem Gestein vorzudringen. So wollen sie erstmals Magma direkt erforschen – und geothermische Energie erschließen. Wir stellen außerdem die ersten überraschenden Ergebnisse von Gesteinsproben des Asteroiden Bennu vor, die aus zu den Anfängen des Sonnensystems stammen. Die ältesten Höhlenmalereien finden sich auf Indonesien. Fachleute suchen nach den Ursachen, warum diese seit Ihrer Entdeckung plötzlich verfallen.

  • Quellen

Kokail, C. et al.: Self-verifying variational quantum simulation of lattice models. Nature 10.1038/s41586-019-1177-4, 2019

Martinez, E. A. et al.: Real-time dynamics of lattice gauge theories with a few-qubit quantum computer. Nature 10.1038/nature18318, 2019

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.