Quantencomputer

Quanten-OS macht Anwendungen erstmals unabhängig von der Quanten-Hardware

Meilenstein fürs Quantencomputing: Physiker haben erstmals ein Betriebssystem für Quantensysteme entwickelt – eine einheitliche Architektur, die unabhängig von der Art des Quantencomputers und Quantennetzwerks funktioniert. Das QNodeOS bildet die Schnittstelle zwischen Software-Anwendungen und Hardware – ähnlich wie Windows, MacOs oder Unix in klassischen Computern. Dies vereinfacht die Programmierung und Nutzung von Quanten-Applikationen – und könnte das Quantencomputing damit entscheidend voranbringen, wie das Team in „Nature“ berichtet.

Paper: An operating system for executing applications on quantum network nodes | PDF

Zusammenfassung durch Le Chat - Mistral AI:

D-Wave behauptet, mit ihrem Quanten-Annealer erstmals ein nützliches Problem gelöst zu haben, das klassische Supercomputer übertrifft. Die Maschine simulierte das Verhalten magnetischer Materialien in wenigen Minuten, wofür ein Supercomputer nahezu eine Million Jahre benötigen würde.

Diese Demonstration wird als Quantenüberlegenheit bezeichnet, was bedeutet, dass Quantencomputer Probleme lösen können, die klassische Computer in realistischer Zeit nicht bewältigen. Bisherige Behauptungen von Quantenüberlegenheit waren oft umstritten oder hatten keinen praktischen Nutzen.

D-Wave's Quanten-Annealer, der D-Wave Advantage2, verfügt über mehr als 1.200 Qubits und ist spezialisiert auf Optimierungsprobleme. Die Forscher simulierten das Verhalten von Spingläsern, was für die Materialforschung relevant ist.

Experten warnen jedoch, dass auch klassische Simulationsmethoden sich weiterentwickeln. Kurz nach D-Waves Veröffentlichung gelang es anderen Teams, das Problem auf klassischen Computern zu lösen. D-Wave-CEO Alan Baratz verteidigt die Ergebnisse und betont, dass die Simulationen von D-Wave umfangreicher und tiefgreifender seien.

Hunderttausend Schaltungen soll der Quantencomputer erhalten, der mithilfe von Elektronenspins reale Rechenaufgaben übernehmen kann.

Noch steht die Technik ganz am Anfang, aber einem Forschungsteam der Universität Göteborg in Schweden ist es gelungen, dank des Spin-Hall-Effekts überlagernde Effekte sowohl zu provozieren als auch auszulesen.

Das sind zwar keine Quantenverschränkungen, die die Faszination für Quantencomputer ausmachen, aber wichtige Eigenschaften für zukünftige Problemlösungen überschneiden sich.

Paper: Spin-wave-mediated mutual synchronization and phase tuning in spin Hall nano-oscillators | PDF

Sie reden von Millionen Qubits in wenigen Jahren. Gebaut hat Microsoft ein Qubit und selbst an diesem gibt es ernste Zweifel.

Eine Recherche von Frank Wunderlich-Pfeiffer

cross-posted from: https://feddit.org/post/7653262

Erste Demonstration von verteiltem Rechnen auf modularen Quantencomputern

Geteiltes Quantengatter: Physiker haben erstmals zwei Quantencomputer so verkoppelt, dass sie gemeinsam eine Quantenaufgabe lösten. Dabei wurde ein Quanten-Logikgatter über zwei Meter hinweg „teleportiert“. Es ist der erste Nachweis verteilten Rechnens auf Quantenbasis, wie das Team in „Nature“ berichtet. Im Experiment dienten verschränkte Photonen als Mittler und ermöglichten eine instantane Übertragung der Quanteninformationen. Ein solcher Ansatz könnte die Skalierung künftiger Quantencomputer vereinfachen.

Paper: Distributed quantum computing across an optical network link | PDF

Werbevideo: Introducing Aurora: First modular, scalable and networked quantum computer - Dauer: 2 min

Paper: Scaling and networking a modular photonic quantum computer | PDF

In Aachen installierter Quantenknoten macht den Anfang eines regionalen Quantennetzwerks

Quantendaten werden mobil: In Aachen haben Physiker die erste Keimzelle eines regionalen Quantennetzwerks installiert – einen neu entwickelten Quantenknoten. Er soll die Übermittlung verschränkter Quanten zwischen Quantencomputern in Aachen, Jülich und Bonn ermöglichen. Herzstück des Quantenknotens ist ein Diamant, der Quantendaten von Qubits auf verschränkte Photonen überträgt und diese so mobil macht.

Physiker demonstrieren neuartiges Kühlkonzept für supraleitende Quantencomputer

Wärmemaschine im Quantenmaßstab: Physiker haben einen neuartigen Quantenkühlschrank entwickelt, mit dem sie Quantencomputer-Qubits bis auf Rekordtemperaturen heruntergekühlt haben – auf nur noch 22 Tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt. Dies bringt die supraleitenden Qubits in ihren Grundzustand und könnte Quantenrechner stabiler und weniger anfällig für Fehler machen, wie das Team in „Nature Physics“ erklärt. Basis des Systems ist der Wärmeaustausch von jeweils drei Quanteneinheiten.

Paper: Thermally driven quantum refrigerator autonomously resets a superconducting qubit | PDF

"Video" (eher FAZ Podcast): "Baby Diamond" heißt der neue Quantencomputer der Goethe-Uni - er ist besonders - Dauer: 35 min

Google versteckt hinter bombastischen Worten, dass ihr sogenannter Quantencomputer Willow immer noch nicht rechnen kann und weit davon entfernt ist.

Älterer Post zum Thema:

• Quantencomputer durchbricht Fehlerschwelle

Wichtiger Fortschritt: Google-Forscher haben erstmals die Fehlerrate eines Quantencomputers unter einen kritischen Schwellenwert gesenkt – die Fehlerrate halbierte sich trotz Verdopplung der Qubitzahl. Dies gilt als wichtige Voraussetzung für die Skalierung von künftigen Quantenrechnern. Der Durchbruch mit dem Quantenchip „Willow“ gelang durch die Kombination mehrerer Daten- und Kontroll-Quantenbits zu logischen Qubits sowie durch verbesserte Auslese-Techniken [...]. Bis zu großskaligen Quantenrechnern sind aber weitere Verbesserungen nötig.

Video: Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip - Dauer: 7 min

Paper: unfrei, also kein Open Access | Was bedeutet Open Access?

Alternativer Link @Archive.ph

Zitat aus dem Artikel:

Trotz intensiver Suche wurde noch kein einziges relevantes Problem gefunden, bei dem der Einsatz von Quantencomputern im Vergleich mit klassischen Methoden sinnvoll wäre

Ein Lichtteilchen als Rechner: Forscher in Taiwan haben einen Computer auf Basis nur eines Photons entwickelt – es ist der kleinste Quantencomputer der Welt. Trotzdem kann dieser optische Quantenrechner komplexe mathematische Aufgaben lösen, beispielsweise die Zerlegung einer Zahl in Primzahlen mithilfe des Shor-Algorithmus. Möglich wird dies, weil das Photon 32 Dimensionen in Form optischer Modi aufweist, die Daten verarbeiten und speichern können. Anders als gängige Quantencomputer kommt der Ein-Photon-Quantenrechner ohne Kühlung aus.

Paper: unfrei, also kein Open Access | Was bedeutet Open Access?

Älterer Post mit einer Einordnung dazu: [Kommentar] Der Nachweis der Quantenüberlegenheit ist Zeitverschwendung

Alternativer Link @Archive.ph

Google hat laut eigener Aussage erneut ein Problem gefunden, das Quantencomputer meistern, an dem aber die besten Supercomputer scheitern. Diese Forschung ist Zeitverschwendung, kommentiert Manon Bischoff.

Video: Understanding Logical Qubits with Quantinuum - Dauer: 2 min

Weiterführende Links:

• Paper: Demonstration of quantum computation and error correction with a tesseract code | PDF
• Microsoft and Quantinuum create 12 logical qubits and demonstrate a hybrid, end-to-end chemistry simulation
• How Microsoft and Quantinuum achieved reliable quantum computing

Ende der Kryptografie in Sicht? Bisher hält die Datenverschlüsselung der Rechenpower von Quantencomputern stand – doch das könnte sich bald ändern. US-Forscher haben jetzt eine Methode entwickelt, die das quantengestützte Knacken der gängigen RSA-Verschlüsselung schneller und effizienter macht. Statt Millionen von Qubits und fehlerfreien Quantenoperationen wie vom Shor-Algorithmus gefordert, reichen deutlich kleinere, weniger perfekte Quantencomputer. Droht das baldige Ende der RSA-Verschlüsselung?

Paper: Space-Efficient and Noise-Robust Quantum Factoring | PDF

Supraleitende Quantencomputer sind aufwendig anzusteuern. Chinesische Forscher wollen mit einer neuen Idee Millionen Qubits ermöglichen.

tl;dr von ChatGPT:

Forscher der Tsinghua-Universität in Beijing und des chinesischen Nationallabors in Hefei haben einen neuen Mikrowellengenerator für Quantencomputer entwickelt, der direkt in die Kühlkammer integriert wird. Dieser Generator benötigt nur einfache Steuersignale, die über ein kostengünstiges Twisted-Pair-Kabel übertragen werden können, was weniger Wärme erzeugt als herkömmliche Koaxialkabel. Er arbeitet mit einem supraleitenden Quanteninterferenzgerät (SQUID) und einem koplanaren Wellenleiterresonator, um Mikrowellenphotonen zu erzeugen, die ideal für die Interaktion mit Qubits sind. Dies könnte die Effizienz und Skalierbarkeit von Quantencomputern verbessern.

Paper: A cryogenic on-chip microwave pulse generator for large-scale superconducting quantum computing | PDF