Warum Erhalten Google Und Die Nasa Einen Quantum-Computer?

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Quantencomputer, wie die von d-wave, können komplexe problemlösungen revolutionieren. Google und die nasa haben sich mit lockheed-martin zusammengeschlossen.

Denken Sie, dass Ihr Computer ziemlich schnell ist? Denk nochmal.

Verglichen mit dem neuesten Quantencomputer von D-Wave Systems aus Burnaby, British Columbia, sind selbst die leistungsstärksten Supercomputer der Welt schwerfällig, berichtet die New York Times.

Die Fähigkeit des Quantencomputers, Probleme tausendfach schneller zu lösen als herkömmliche Computer, erregt die Aufmerksamkeit einiger der größten und mächtigsten Institutionen der Welt. [10 Technologien, die dein Leben verändern werden]

Der Suchmaschinenriese Google gab heute (16. Mai) bekannt, dass er sich mit dem NASA Ames Research Center und der Universities Space Research Association (USRA) zusammengetan habe, um das Quantum Artificial Intelligence Lab zu schaffen, das später in diesem Jahr in der NASA Ames-Anlage in Moffett Field untergebracht werden soll. Kalifornien, nordwestlich von San Jose.

Ihr neues Computersystem namens D-Wave Two ist der zweite Quantencomputer von D-Wave und der zweite, der in Kalifornien installiert wird. Lockheed Martin, das weltweit größte Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsunternehmen, erwarb 2011 einen D-Wave-Quantencomputer, der laut Nature.com an der University of Southern California (USC) in Los Angeles installiert wurde.

Obwohl D-Wave angeblich keine Preisinformationen auf seinen Computern veröffentlicht, gibt die BBC an, dass der D-Wave Two etwa 15 Millionen Dollar kostete und in einer Box untergebracht werden sollte, die so groß ist wie ein Gartenschuppen, der den Quantenchip des Computers auf Temperaturen abkühlt sich dem absoluten Nullpunkt nähern.

Blitzschnell

Quantencomputer haben Computerdesigner schon seit Jahren im Blick und sind erst kürzlich in die Entwicklungsphase getreten. Verglichen mit den bekannten Desktop- und Laptop-Computern, die jetzt verfügbar sind, sollten sie in der Lage sein, Berechnungen um einige Größenordnungen schneller zu machen.

Herkömmliche Computer basieren auf Codes, die als binäre Ziffern oder Bits mit einem Wert von entweder 0 oder 1 ausgedrückt werden. Ein Computer mit einem Zwei-Bit-Register weist daher insgesamt vier (zwei bis zwei Potenziale) verschiedene Zustände auf: 00, 01, 10 oder 11.

Ein Quantencomputer ist jedoch nicht auf nur zwei Werte in jedem Bit beschränkt. Jedes Quantenbit oder Qubit kann gleichzeitig als 0, 1 oder sowohl 0 als auch 1 existieren, ein Zustand, der als "Überlagerung" bekannt ist.

Quantencomputer erreichen diese enorme Leistung, indem sie die merkwürdigen Nuancen der Quantenmechanik nutzen, die Theorie der Physik, die eine mikroskopische Welt beschreibt, in der ein Teilchen an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig vorhanden sein kann oder sich gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen drehen kann. [Verdrehte Physik: 7 Erkenntnisse, die den Geist beeinflussen]

Testen der D-Wave

Warum sollten Unternehmen wie Google und die NASA, die bereits unzählige Hochleistungscomputer besitzen, sehr viel in das relativ neue Gebiet des Quantencomputers investieren?

Viele Skeptiker fragten das Gleiche und forderten D-Wave heraus, seine Behauptungen zu untermauern, dass Quantencomputer den Preis und den erheblichen Hype der Maschinen wert sind.

Um seine Computer auf die Probe zu stellen, brachte D-Wave Catherine C. McGeoch, Professor für Technologie und Gesellschaft am Amherst College in Massachusetts, bei. Die New York Times berichtete, sie habe dem D-Wave-Computer einige Probleme mit der Optimierung gestellt.

Optimierungsprobleme sind mit einfachen Worten vergleichbar mit der Ermittlung der besten Route, die ein reisender Verkäufer benötigt, um alle seine Kunden in einem bestimmten Zeitraum zu besuchen, wobei Faktoren wie Verkehr, Wetter und andere Faktoren zu berücksichtigen sind.

D-Wave gibt den Test ab

Die Ergebnisse von McGeoch waren bemerkenswert: Die D-Wave-Maschine war laut Times der 3.600-mal so schnell wie ein herkömmliches Rechnersystem, was das Potenzial des Quantencomputers für die Lösung großer, komplexer Optimierungsprobleme unter Beweis stellt.

"Es könnte einen Wendepunkt geben", sagte McGeoch der Times. "Wenn die Probleme groß genug werden, versagen herkömmliche Systeme. In der Theorie könnten Sie eine Vielzahl von Optimierungsproblemen lösen."

Einige Forscher bezweifeln jedoch, dass Quantencomputer tatsächlich so gut funktionieren, und das praktische Potenzial von Quantencomputern ist ein heiß diskutiertes Thema.

"Jedes Problem, das wir getestet haben, kann auf klassischen Computern noch schneller gelöst werden", sagte Daniel Lidar, Direktor des USC-Rechenzentrums, gegenüber Nature.

Unzählige Anwendungen

Google ist daran interessiert, den neuen D-Wave-Computer zur Lösung von Problemen im Zusammenhang mit maschinellem Lernen zu verwenden, bei dem Computer Informationsmuster analysieren, um genaue Vorhersagen für optimale Ergebnisse in hochkomplexen Systemen wie globalen Klimamodellen zu treffen.

"Wenn wir Krankheiten heilen wollen, brauchen wir bessere Modelle, wie sie sich entwickeln", sagten Vertreter von Google in einer Pressemitteilung. "Wenn wir eine effektive Umweltpolitik schaffen wollen, brauchen wir bessere Modelle für das, was mit unserem Klima geschieht."

Der D-Wave Two-Rechner Google, NASA und USRA haben vereinbart, ein 512-Bit-Register zu nutzen. Das Unternehmen plant, das Gerät auf 2.048 Qubits aufzustocken, sobald diese Kapazität innerhalb von ein bis zwei Jahren verfügbar wird, berichtet die Times.

Anmerkung des Herausgebers: Dieser Artikel wurde um 11:30 Uhr ET aktualisiert, um zu verdeutlichen, dass die NASA den D-Wave-Computer nicht erworben hat, sich aber in einer Partnerschaft mit Google und USRA befindet.

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Videoergänzungsan: Google and NASA's Quantum Artificial Intelligence Lab.




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