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Intel fertigt ersten Quantenchip mit 17 Qubit

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intel Intel hat mit der Auslieferung seins ersten Quantenchips begonnen. Der für Testanwendungen vorgesehene Chip besteht aus 17 supraleitenden Qubits. Dies wirkt recht wenig, denn Unternehmen wie D-Wave haben bereits 2015 Quanten-Prozessoren mit 1.000 QuBits in Betrieb genommen. In einem weiteren Schritt wurde der D-Wave 2000Q angekündigt. Dabei handelt es sich um einen Quanten-Rechner, der 2.000 Qubits in sich vereint.

Doch egal ob 17 oder 2.000 Qubits, derzeit handelt es sich noch immer um Grundlagenentwicklung bzw. Forschung, denn echte Arbeiten oder Berechnungen kann noch keines der Systeme übernehmen. Entwickelt wurden die Chips von Intel im Forschungszentrum namens Components Research Group (CR) in Oregon, die Produktion läuft in der Fab 42 in Arizona und wird dort durch das Assembly Test and Technology Development (ATTD) begleitet.

Auch wenn es derzeit den Anschein macht, dass Intel recht spät auf den Quantencomputer-Zug aufspringt, so hat die Entwicklung bereits 2014 ernsthafte Formen angenommen. Durch die eigenen Fertigungstechnologien sieht man sich ebenfalls im Vorteil.

Intel konzentriert sich zunächst einmal auf die genaue Ausarbeitung der Hardware. Unter anderem ist es wichtig, die einzelnen Qubits voneinander zu trennen, damit keine Interferenzen übertragen werden. Außerdem muss ein Interconnect entwickelt werden, der 10 bis 100 mal schneller und mehr Verbindungen aufbauen kann, als dies bisher der Fall ist. Außerdem müssen Materialien erforscht und weiterentwickelt werden, die zur Fertigung eines Quantenchips notwendig sind. Man ist also wirklich noch ganz am Anfang der Entwicklung.

Am Ende sollen die Quantencomputer dazu beitragen, dass Berechnungen in der Chemie, Materialerforschung und im Kleinsten bei den Molekülen und Atomen beschleunigt werden können. Allerdings sind die Bedingungen für den Betrieb eines Quantenchips nicht ganz einfach. Der Quanten-Prozessor wird – damit er funktioniert – auf nur 20 mK über dem absoluten Temperaturnullpunkt heruntergekühlt. Dieser liegt bei -273,2 °C, erreicht wird eine solch niedrige Temperatur mittels flüssigem Helium. Doch nicht nur Helium ist notwendig, sondern auch unglaublich viel Energie für weitere Kühleinheiten der zahlreichen Schichten, die den Prozessor umhüllen.

Was ist das Quanten-Computing?

Quanten-Computer arbeiten anders als uns bekannte binäre Hardware. Bevor wir aber zu den QuBits kommen, noch einmal ein Blick auf unser binäres System, auf dem die aktuelle Technik arbeitet. Dort wird mit Transistoren gearbeitet, die offen oder geschlossen sein können. Ein offener Transistor repräsentiert eine 0, ein geschlossener Transistor eine 1.

Ein Quantencomputer arbeitet aber nach dem Prinzip der Quantenmechanik und darin anhand der Superposition. Eine gleiche physikalische Größe kann sich dabei überlagern, ohne sich dabei gegenseitig zu behindern. Ein QuBit kann also gleichzeitig eine 1 und eine 0 repräsentieren. Die genauen physikalischen Vorgänge dahinter beschreibt die Quantenmechanik. Für die Beschreibung des Quantencomputers bliebt wichtig, dass ein Bit oder QuBit eben nicht nur 0 oder 1 sein kann, sondern 0 und 1 gleichzeitig. Binär ausgedrückt werden über ein QuBit 00, 01, 10 und 11 repräsentiert. Mit einer Steigerung der QuBits steigt somit auch die Rechenleistung des Systems exponentiell an.

Soweit mag dies noch alles einleuchtend sein und bringt die Frage auf, warum Computer nicht heute schon so arbeiten. Doch der Aufbau eines Quantencomputer und der einzelnen QuBits gestaltet sich sehr schwierig. Sobald die Informationen aus einem QuBit ausgelesen werden, werden diese dekohärent – sind danach also verändert und müssten für eine Speicherung erneut geschrieben werden. Aber dies ist nur eine der Hürden, die noch genommen werden müssen.

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Kommentare (9)

#1
Registriert seit: 01.08.2017
ganz im Westen
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 434
Ich frage mich, was an dieser News "new" ist? Dass Intel jetzt im eigenen Werk fertigt? Der rest ist alter kaffee......
#2
Registriert seit: 02.09.2010
Forchheim
Leutnant zur See
Beiträge: 1041
Mag sein, ich bin trotzdem froh es gelesen zu haben. Ich habe davor von der Entwicklung der Quantenchips nichts gehört und die Funktionsweise war auch ganz interessant.
#3
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Registriert seit: 25.11.2016
Leipzig
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 393
Du hättest mal mehr Harald Lesch-Sendungen und dergleichenn wie Dokumenationen verfolgen sollen! ^^

Um ehrlich zu sein, begreife ich bis heute nicht, wie ein solcher Gatter agieren soll: Der Quantenmechanik zufolge muss das Resultat dem Zufallsprinzip gleichkommen, was bedeutet, dass sowohl sein als auch nicht sein und irgendwas Unvorstellbares dazwischen sogleich möglich ist. Ein lustiger Prozessor! xD
#4
Registriert seit: 01.08.2017
ganz im Westen
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 434
An alle, die neugierig sind und mehr spannende Infos wollen.
China hat schon 2014 die Ergebnisse eines Kongresses über Quantenkommunikation übertragen, um ausländische Geheimdienste (vor allem NSA) auszuschließen. Und das erfolgreich!

NSA hat keine Chance - Quantennetzwerk - YouTube

Seit diesem Jahr haben die Chinesen auch einen abhörsicheren Satelliten mit dieser Technologie im all.
China schickt Quanten-Satelliten ins All - SPIEGEL ONLINE
#5
customavatars/avatar202850_1.gif
Registriert seit: 06.02.2014
Im sonnigen Süden
Admiral
Beiträge: 11756
Zitat Mo3Jo3;25883491
An alle, die neugierig sind und mehr spannende Infos wollen.
China hat schon 2014 die Ergebnisse eines Kongresses über Quantenkommunikation übertragen, um ausländische Geheimdienste (vor allem NSA) auszuschließen. Und das erfolgreich!

NSA hat keine Chance - Quantennetzwerk - YouTube

Seit diesem Jahr haben die Chinesen auch einen abhörsicheren Satelliten mit dieser Technologie im all.
China schickt Quanten-Satelliten ins All - SPIEGEL ONLINE

Naaaaja, das klingt schon alles sehr dubiös.
Technologien in der Richtung werden in der Tat entwickelt und teils erfolgreich getestet, aber praktikable, echte Systeme schon im Einsatz?
Vorallem bei der Sache mittels Quantenverschränkung haben andere Wissenschaftler, nur einzelne Bits übertragen, denn es ist ein riesiger Aufwand nötig.

Also das klingt schon stark nach bewusster Desinformation. Ein Handwerk das der Chinesische Staat schon sehr gut versteht.
Davon abgesehen sind deine Quellen Entertainment Kanäle die gerne Proof-Of-Concepts aus Laboren, zu solchen Geschichten aufbauschen.

Mit Qbit Rechnern dieses Artikels hier haben die dort angedachten Technologien übrigens höchstens die Naturphänomene gemeinsam. Da wurde nichts berechnet o.ä.
#6
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Registriert seit: 15.10.2011
Wien, Österreich
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 491
Zitat DragonTear;25883839
Naaaaja, das klingt schon alles sehr dubiös.
Technologien in der Richtung werden in der Tat entwickelt und teils erfolgreich getestet, aber praktikable, echte Systeme schon im Einsatz?
Vorallem bei der Sache mittels Quantenverschränkung haben andere Wissenschaftler, nur einzelne Bits übertragen, denn es ist ein riesiger Aufwand nötig.

Also das klingt schon stark nach bewusster Desinformation. Ein Handwerk das der Chinesische Staat schon sehr gut versteht.
Davon abgesehen sind deine Quellen Entertainment Kanäle die gerne Proof-Of-Concepts aus Laboren, zu solchen Geschichten aufbauschen.


Bittesehr: Erstes abhörsicheres Quanten-Videotelefonat zwischen Wien und Peking geglückt

Sehr interessant was da wohl in naher Zukunft auf uns zukommt..
#7
Registriert seit: 01.08.2017
ganz im Westen
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 434
Zitat DragonTear;25883839
Naaaaja, das klingt schon alles sehr dubiös.
Technologien in der Richtung werden in der Tat entwickelt und teils erfolgreich getestet, aber praktikable, echte Systeme schon im Einsatz?
Vorallem bei der Sache mittels Quantenverschränkung haben andere Wissenschaftler, nur einzelne Bits übertragen, denn es ist ein riesiger Aufwand nötig.

Also das klingt schon stark nach bewusster Desinformation. Ein Handwerk das der Chinesische Staat schon sehr gut versteht.
Davon abgesehen sind deine Quellen Entertainment Kanäle die gerne Proof-Of-Concepts aus Laboren, zu solchen Geschichten aufbauschen.

Mit Qbit Rechnern dieses Artikels hier haben die dort angedachten Technologien übrigens höchstens die Naturphänomene gemeinsam. Da wurde nichts berechnet o.ä.

Dass die Chinesen, die Informationen vor den Amis mit dieser Technologie geschützt haben, ist eine Tatsache. Was die Westliche Welt natürlich nicht in der öffentlichkeit nicht breit tritt......
Aber du hast natürlich recht, dieses Naturphänomen hat nichts mit den Quantenprozessoren zu tun, welche hier in der News erklärt werden.
#8
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Registriert seit: 26.09.2008
Köln
Super Moderator
Random cool Title
Frau Fust
Beiträge: 3464
Nichts für Ungut aber eine Tatsache wird es durch glaubhafte und seriöse Quellen und ein YouTube Video zähl ich da nicht dazu. Die Quelle von Rurdo ließt sich da z.B. bereits ganz anderes und nennt Fakten und auch die Schwierigkeiten des Projekts welche nur durch den 2016 gebauten/gestarteten Sat umgangen wurden konnten. Ich meine man sollte die Chinesen nicht unterschätzen aber man sollte nicht alles von windigen Quellen glauben...
#9
Registriert seit: 01.08.2017
ganz im Westen
Oberstabsgefreiter
Beiträge: 434
Chinese quantum satellite sends 'unbreakable' code | Reuters

Davon findest du auch noch mehr, auf bbc und allen anderen großen Nachrichtenportalen.
Und bei diesem Videotelefonat ist eben jener Chinesische Satelit benutzt worden, der dieses Jahr gestartet wurde. Meinst du die Chinesen nutzen diese Technologie nicht auch für sich selber, um Informationen sicher zu übertragen, wenns schon ihr eigener Satelit ist?
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