In einem Artikel des Nature- Magazins vom Mittwoch, 23, enthüllten Google-Forscher, dass sie den ersten Computer entwickelt haben, der die Quantenüberlegenheit erlangt.

In der Praxis führte Googles Quantenchip namens Sycamore in 200 Sekunden eine Berechnung durch, deren Fertigstellung der fortschrittlichste klassische Supercomputer der Welt 10.000 Jahre in Anspruch nehmen würde. Die Forschungsergebnisse wurden in der 150. Gedenkausgabe von Nature detailliert dargelegt und stehen der wissenschaftlichen Gemeinschaft offen zur Verfügung.

Das Erreichen der Quantenüberlegenheit ist das Ergebnis jahrelanger Arbeit von Google-Forschern und der wissenschaftlichen Community. Google investiert seit Jahren in die Entwicklung des Quantencomputers, da in den nächsten Jahren viele Berechnungen für klassische Computer schwieriger werden.

Die molekulare Prozesssimulation ist eine der Forschungsarten, die von Fortschritten im Quantencomputing profitieren wird. Diese Maschinen werden unter anderem dazu beitragen, bessere Batterien für Elektroautos, weniger umweltfreundliche Düngemittel und neue Medikamente zu entwickeln.

5 Kuriositäten, um Googles Quantencomputer zu verstehen:

1 - Was ist Quantencomputing?

Diese Art der Berechnung wendet die Prinzipien der Quantenmechanik - den Zweig der Physik, der das Verhalten von Molekülen, Atomen, Elektronen und anderen subatomaren Partikeln untersucht - auf die Informatik an, um große Informationsmengen zu verarbeiten und komplexe Probleme und Berechnungen durchführen zu können. schnell gelöst werden;

2 - Von Bits zu Qubits

Das erste, was man verstehen muss, wenn man über Quantencomputing spricht, ist der Begriff "Qubit". Beim klassischen Rechnen werden alle Informationen in Form von Bits gespeichert oder verarbeitet, die durch 0 oder 1 dargestellt werden können.

Beim Quantencomputing können sogenannte Qubits in einem Phänomen, das als Überlagerung bezeichnet wird, zahlreiche Zustände zwischen 0 und 1 annehmen. Daher können Quantenprozessoren Berechnungen wesentlich schneller ausführen als herkömmliche.

3 - Abschied von der Dualität der Staaten

Qubits können nach den Prinzipien der Quantenmechanik mehrere Zustände haben. Bei der Überlagerung kann sich ein Partikel gleichzeitig in verschiedenen Zuständen befinden (dh es kann gleichzeitig 0 und 1 darstellen).

Überlappung ist nützlich, da mehr als eine Berechnung gleichzeitig ausgeführt werden kann. Auf diese Weise können Sie komplexe Berechnungen in kurzer Zeit ausführen. In der weniger verbreiteten Verschränkung können einzelne Partikel korreliert werden, und wenn sie mit anderen interagieren, können sie denselben Zustand annehmen.

Bergahorn, der Chip, der Googles Quantencomputer zum Leben erweckt (Pressemitteilung / Google)

4 - Zwischen Modulen, Ports und Transistoren

Computerchips bestehen aus verschiedenen Elementen. Das erste davon sind Module, die aus Transistoren zusammengesetzte Logikgatter enthalten. Der Transistor ist die einfachste Art, Daten auf Computern zu verarbeiten, und fungiert als Schalter, der den Informationsfluss steuert.

In einem klassischen Computer werden Informationen in Bits übertragen, und der konstante Fluss ermöglicht es der Maschine, Berechnungen durchzuführen und Probleme zu lösen. Beim Quantencomputing erzeugt ein Computer Qubits, verbindet sie über Quantenports und manipuliert Wahrscheinlichkeiten, was zu Überlappungen einer Folge von 0 und 1 führt, wodurch verschiedene Berechnungen gleichzeitig durchgeführt werden können.

5 - Jenseits des Trainers

Die Anwendung von Quantentechnologien kann sehr wertvoll sein. Zu den Bereichen, die davon profitieren können, gehört die Chemie, die diese Computer möglicherweise zur Entwicklung komplexerer molekularer Modelle oder Simulationen verwendet, die wiederum zur Entdeckung neuer Wirkstoffe führen können.

Darüber hinaus können diese Technologien aber auch in anderen Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise im Finanzdienstleistungsbereich. Mit Computern können Sie große Datenmengen bearbeiten, um neue Produkte zu erstellen, Risiko- oder Sicherheitsanalysen durchzuführen.

Sundar Pichai, CEO von Google, neben dem Quantencomputer des Unternehmens (Pressemitteilung / Google)

Noch ein Schritt

Da dies ein weiterer Schritt zur Erforschung des Universums des Quantencomputers ist, wird Google diese Prozessoren Mitarbeitern und akademischen Forschern sowie Unternehmen zur Verfügung stellen, die an der Entwicklung von Algorithmen und der Erstellung von Anwendungen für die heutigen NISQ-Prozessoren (Noisy Intermediate-Scale Quantum) interessiert sind. ).

Gleichzeitig wird das Unternehmen auch weiterhin in Ausrüstung und Technologie investieren, um den Quantencomputer zu verbessern und in den kommenden Jahren stabiler zu machen.

"Quantum Computing gibt uns die Möglichkeit, eine Reihe praktischer Anwendungen zu erreichen und die Welt so zu verbessern, wie es das klassische Computing allein nicht zulässt", sagt Sundar Pichai, CEO von Google. "Aber es wird uns auch ermöglichen, das Universum tiefer zu verstehen."

5 Kuriositäten, um Googles Quantencomputer über TecMundo zu verstehen