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Wissenschaft leicht gemacht: Was ist Quantencomputer?

Summary

Quantum Computing kann unsere Fähigkeit revolutionieren, Probleme zu lösen, die selbst mit den größten Supercomputern schwer zu lösen sind. Quantencomputer bestehen aus Quantenbits oder „Qubits“. Diese Qubits spielen eine ähnliche Rolle wie die Bits heutiger digitaler Computer. Die Gesetze der […]

Quantum Computing kann unsere Fähigkeit revolutionieren, Probleme zu lösen, die selbst mit den größten Supercomputern schwer zu lösen sind. Quantencomputer bestehen aus Quantenbits oder „Qubits“. Diese Qubits spielen eine ähnliche Rolle wie die Bits heutiger digitaler Computer. Die Gesetze der Quantenmechanik erlauben es Qubits jedoch, exponentiell mehr Informationen als Bits zu codieren. Durch die Manipulation der in diesen Qubits gespeicherten Informationen können Wissenschaftler schnell und qualitativ hochwertige Lösungen für schwierige Probleme erstellen. Wissenschaftler haben diese Quantenbeschleunigungen in verschiedenen Anwendungen demonstriert, einschließlich der Datenbanksuche. Das Rennen ist jetzt eröffnet, um andere zu finden.

Forscher erwarten, dass Quantencomputer besonders gut in der Lage sind, Eigenschaften physikalischer Systeme zu berechnen, die von Natur aus quantenmechanisch sind. Diese Anwendungen umfassen Moleküle, die als chemische Katalysatoren verwendet werden und trotz ihrer Größe der Quantenmechanik unterliegen. Dazu gehören auch die Quarks und Gluonen, die sich in den Atomkernen zusammenballen. Quantencomputer können auch besonders gut Optimierungsprobleme lösen, bei denen aus einer Vielzahl von Optionen die beste Alternative ausgewählt wird. Die heute verfügbaren Quantencomputer sind kleine, verrauschte Prototypen, aber das Feld schreitet schnell voran. Quantencomputer könnten bald zu einem wichtigen Bestandteil der Computerlandschaft werden, wenn wir uns über die neuesten Exascale-Computer hinausbewegen.

Quantum Computing Facts
Quantencomputer nutzen die Gesetze der Quantenmechanik, um bestimmte Berechnungen exponentiell schneller durchzuführen als heutige Supercomputer.
Das DOE Office of Science unterstützt zwei Quantencomputer-Testumgebungen, um den Stand der Technik bei Quantencomputer-Hardware voranzutreiben.
Anwendungen des Quantencomputers könnten eines Tages Auswirkungen auf Wissenschaft und Industrie haben.
DOE Office of Science: Beiträge zum Quantum Computing
Die Unterstützung für die Quantencomputerforschung entstand 2017 im Rahmen des Advanced Scientific Computing Research-Programms und verbreitete sich rasch im Office of Science. Das Forschungsportfolio umfasst nun Anwendungen in der Kern- und Teilchenphysik, in der Plasmawissenschaft, in der Chemie und in Materialien. Dazu gehören auch die Verbesserung der Grundbausteine ​​von Quantencomputern, die Entwicklung einer ausgeklügelten Steuerung, um das Beste aus jeder Gruppe von Qubits herauszuholen, und Informatikforschung, die letztendlich die Verwendung von Quantencomputern vereinfacht.





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