Mit einem Quantencomputer experimentieren

Das maschinelle Lernen, künstliche Intelligenz, oder ganz generell das Lösen von Optimierungsproblemen erfordert Rechnerkapazitäten, und Rechenleistungen, die es heute noch nicht gibt.

Man setzt deshalb viele Hoffnungen in eine neue Art von Rechnern, genannt Quantencomputer. IBM (R) hat einen kostenlosen Service ins Netz gestellt, mit dem man solche Maschinen ausprobieren kann.

Problemstellung

Das folgende Youtube (R) Video von IBM (R) Research gibt eine sehr gute Einführung in das Quantum Computing.

Zum Anfang werden typische Probleme dargestellt, die sich mit heutigen Computern nur schwer lösen lassen, wohl aber mit Quantencomputern. Anschliessend geht es um die eigentliche Rechnerarchitektur. Am Ende wird gezeigt, wie man den kostenlosen Quantencomputer benutzen kann, den IBM (R) online zur Verfügung gestellt hat, und welche Informationen die Einarbeitung erleichtern.

Generell lassen sich viele Optimierungsprobleme nur schwer mit herkömmlichen Rechnern lösen. Quantencomputer, die nach den Gesetzen der Quantenmechanik funktionieren bringen die folgenden Merkmale mit, aufgrund dessen diese Computer für solche Probleme wesentlich besser geeignet sind:

• Statt, wie herkömmliche Computer binär zu rechnen (0 bzw 1) benutzen Quantencomputer eine sogenannte „Superposition“ (Überlagerung). Sie sind deshalb in der Lage, wesentlich mehr Zustände abzubilden. Hierbei kann man sich die Superpositionen, als die klassischen binären Werte vorstellen, die mit einer Wahrscheinlichkeit gewichtet werden, d.h statt zwei Werten sind es viele Werte, die im Raum angeordnet sind.
• Eine zweite Eigenschaft bildet die Verknüpfung zwischen den Recheneinheiten, die auch „Qubits“ genannt werden. Um mit vielen Qubits gleichzeitig rechnen zu können, müssen diese sich diese Überlagerungen (Superpositions) in einem Zustand der gegenseitigen Abhängigkeit befinden (“quantum-coherent state“), den man als Verknüpfung bzw entanglement bezeichnet. Diese Verknüpfung sorgt dafür, daß eine Änderung an einem Qubit alle anderen Qubits beeinflusst (siehe auch anliegenden Artikel „The Era of Quantum Computing Is Here. Outlook: Cloudy„).

Quantum Computing

Quantencomputer sind sehr komplexe Gebilde. Daher ist es nicht einfach, sie zu bauen. U.a. muss man sie bis fast zum absoluten Nullpunkt herunterkühlen, damit die Quibits überhaupt arbeiten.

IBM (R) stellt auf ihrer Website „Welcome to the IBM Q Experience!“ einen solchen Quantencomputer zum kostenlosen Ausprobieren zur Verfügung, und veröffentlicht dort weiterhin Handbücher und Beschreibungen, mit denen jederman sich in das Thema einarbeiten kann.

Die Website sagt hierzu:

„Explore the world of quantum computing! Check out our User Guides and interactive Demos to learn more about quantum principles. Or, dive right in to create and run algorithms on real quantum computing hardware, using the Quantum Composer and QISKit software developer kit.“

Der bereits erwähnte Artikel „The Era of Quantum Computing Is Here. Outlook: Cloudy“ gibt einen ergänzenden Überblick über dieses Angebot, und stellt den Stand der Forschung dar.

Weiterführende Informationen

Das Original dieses Artikels ist auf →Der Produktmanager erschienen (©Andreas Rudolph). Folgeartikel zum Thema gibt es über die (→Mailingliste), oder indem Sie →mir auf Twitter folgen.

In der Online Version des Artikels finden Sie hier die versprochenen weiterführenden Links:

• →A Beginner’s Guide to Quantum Computing
• →Welcome to the IBM Q Experience!
• →The Era of Quantum Computing Is Here. Outlook: Cloudy

This entry was posted on Montag, März 12th, 2018 at 8:52 pm. It is filed under PM-Themen, Thema des Tages and tagged with Beispiele, Gartner, Google, Innovation, KI, künstliche Intelligenz, Machine Learning, Product-Concept, Quantencomputer, Spark, Strategie, Tensorflow. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed.