Mit 47 Rechenjahren in 6 Sekunden schlägt Googles Quantencomputer den weltweit führenden Supercomputer mit Leichtigkeit

Das Mooresche Gesetz stößt an seine Grenzen und Quantencomputing wird die Menschheit in ein völlig neues Feld führen.

Kürzlich veröffentlichte Google auf arxiv einen Artikel über Quantencomputer und behauptete, dass sein Quantencomputer die Berechnung des fortschrittlichsten Computers der Welt seit 47 Jahren in nur 6 Sekunden abgeschlossen habe.

Forschungsarbeiten zeigen, dass Googles neuester Sycamore-Quantenprozessor von 53 Qubits im Jahr 2019 auf heute 70 Qubits gestiegen ist.

Dabei ist zu beachten, dass die Anzahl der Qubits (engl.: Quantum Bit) als grundlegende Informationseinheit eines Quantencomputers ein wichtiger Parameter zur Beurteilung der Rechenleistung eines Quantencomputers ist. Je größer die Anzahl der Qubits, desto mehr Komponenten sind im Computer vorhanden und desto mehr Berechnungen können exponentiell durchgeführt werden.

Die Erhöhung der Anzahl der Qubits im neuen Prozessor bedeutet daher, dass seine Leistung exponentiell verbessert wurde. Gleichzeitig zeigt das Papier auch, dass der neue Prozessor etwa 241 Millionen Mal robuster ist als zuvor.

Tatsächlich hat Google die Forschung und Entwicklung von Quantencomputern nie aufgegeben, sei es „verbal“ oder „tatsächlich“.

Bereits am 20. September 2019 veröffentlichte Google einen Artikel über Quantencomputer bei der NASA und behauptete, dass der von ihm entwickelte Quantencomputer zum ersten Mal auf der Welt die „Quantenhegemonie“ erreicht habe (das heißt, dass Quantencomputer eine bessere Leistung erbringen können). als herkömmliche Computer. Lösen Sie ein bestimmtes Rechenproblem) und schloss die Berechnung in 200 Sekunden erfolgreich ab, für deren Fertigstellung der damals leistungsstärkste Supercomputer Summit 10.000 Jahre benötigte.

Damals nutzten sie den Quantenprozessor Sycamore, der aus 54 Qubits bestand, aber ein Qubit versagte und der Prozessor nutzte tatsächlich nur 53 Qubits.

Sobald die Nachricht bekannt wurde, erregte sie die Aufmerksamkeit von Menschen aus allen Gesellschaftsschichten auf der ganzen Welt und löste bei vielen Menschen in der Branche auch Zweifel aus. Durch die Verfeinerung des Algorithmus stellten IBM-Wissenschaftler fest, dass eine ideale Simulation derselben Aufgabe in 2,5 Tagen mit viel höherer Genauigkeit abgeschlossen werden konnte. Obwohl dieses Ergebnis für Laien möglicherweise nicht ideal ist, ist es für Wissenschaftler im Quantenbereich dennoch von großer Bedeutung, da es erstmals intuitiv die Macht der „Quantenhegemonie“ demonstriert.

Fünf Jahre später haben auch die traditionellen Computer, repräsentiert durch Supercomputer, eine rasante Entwicklung hingelegt.

In der neuesten Supercomputer-Rangliste, die im Juni 2023 veröffentlicht wurde, belegt der von AMD und HPE Cray in den USA gemeinsam hergestellte Supercomputer Frontier den ersten Platz mit einem theoretischen maximalen Durchsatz von 2 Exaflops, also zwei Trillionen Berechnungen pro Sekunde Er verfügt über die zehnfache Rechenleistung des Summit-Supercomputers.

Unter dem Angriff der Dimensionsreduzierung durch Quantencomputer gilt jedoch: „Egal wie dick die Beine einer Mücke sind, sie kann einen Elefanten nicht zurückhalten“, und die Kluft zwischen beiden ist noch größer geworden.

Nach Angaben des Google-Forschungsteams dauert es 6,18 Sekunden, bis der Frontier-Supercomputer mit den Berechnungsergebnissen des Google-53-Qubit-Computers übereinstimmt, und es dauert mindestens 47,2 Jahre, bis der Frontier-Supercomputer mit Googles neuestem Quantencomputer übereinstimmt.

Steve Brierley, CEO des in Cambridge ansässigen Quantenunternehmens Riverlane, bezeichnete den Fortschritt von Google sogar als „großen Meilenstein“ und fügte hinzu: „Die Debatte darüber, ob wir die Quantenüberlegenheit erreicht haben oder tatsächlich erreichen werden, ist nun beigelegt.“

Aber auch Sebastian Vettel, CEO des Startups Universal Quantum, sagte: „Quantencomputer müssen praktischere Funktionen nachweisen.“

Als Referenz sind im Folgenden acht spezifische Anwendungen zukünftiger Quantencomputer aufgeführt, die vom Swarma Club zusammengestellt wurden:

Im medizinischen Bereich kann der Einsatz von Quantencomputern möglicherweise die Richtung der Virusmutation genau vorhersagen und im Voraus spezifische Medikamente entsprechend dem Übertragungsweg von Viren in verschiedenen Populationen entwickeln.

Im Bereich der Kryptographie kann es Hunderttausende Jahre dauern, bis ein herkömmlicher Computer den 1024-Bit-RSA-Algorithmus knackt, aber ein Quantencomputer mit 512 Qubits kann ihn theoretisch in einer Sekunde knacken.

Im Bereich der Biologie liegt der Schwerpunkt und die Schwierigkeit künftiger Forschung darin, eine Art neu zu definieren, indem mehrere Datensätze aus Genom, Transkriptom, Proteom, Metabolom und Phänomen mithilfe von Quantencomputern integriert werden.

Im Bereich der Wettervorhersage kann der Einsatz von Quantencomputern die Echtzeitberechnung von Wettervorhersagen erheblich verbessern, wodurch die Genauigkeit der Vorhersage erheblich verbessert und die Anzahl der Vorhersagetage erhöht wird.

Im Bereich des autonomen Fahrens werden Autos mit Quantencomputern ausgestattet, die die Elemente sicherer und komfortabler Fahrszenarien genau messen und berechnen können.

Im Bereich des unterstützten Designs wird ein Quantencomputer mit dem menschlichen Gehirn verbunden, der das Bild, das das menschliche Gehirn denkt, auf dem Bildschirm darstellt und dann durch einfache Auswahl ein Design auf professionellem Niveau fertigstellen kann.

Im Bereich des Finanzmanagements berechnen Quantencomputer verschiedene Variablen und Parameter, um die Richtung eines riesigen und komplexen Systems vorherzusagen, und berechnen sogar die Wahrscheinlichkeit von Finanzstürmen, um sich auf schlechte Tage vorzubereiten.

Im Bereich der biologischen Evolution könnte der Einsatz von Quantencomputern die Möglichkeit bieten, die Geschichte der Erde mit einer Zeitauflösung von Jahren oder sogar Tagen aufzuklären.

Natürlich gibt es noch viele Anwendungen des Quantencomputings. Wenn Sie spezifischere Anwendungen erleben möchten, können Sie ihnen auch genügend Zeit zum Wachsen geben, und wir werden sie in Zukunft alle einzeln ausprobieren.

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Ai Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo