Weihnachtsgeschenk Quantencomputer

ryan

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Dilaton schrieb:
Wie stark würde ein Quantencomputer den technischen Fortschritt beschleunigen? Könnte ein Quantencomputer gar das Antriebsproblem in der Raumfahrt lösen?

Also meines Erachtens würden Quantencomputer die Menschheit in vielen Bereichen weiter nach vorne bringen. So z.B. auch in der Astronomie/Astrologie oder in der Teilchenphysik. In diesen Bereichen stoßen heutige Computer ziemlich oft an Grenzen und manche Probleme lassen sich mit ihnen überhaupt nicht lösen.
Und die oft geäußerste Besorgnis, nichts wäre mehr sicher, weil Quantencomputer alle heute existierenden Verschlüsselungsmethoden innerhalb kürzester Zeit knacken könnten, halte ich persönlich für Panikmacherei. Denn die Betonung hier liegt auf HEUTE sicheren Algorithmen. Auch Quantencomputer werden zumindest irgendwann auf technische Grenzen stoßen, die wir nicht überwinden können. Von daher ist das Argument der Sicherheit hier denke ich auf lange Sicht nicht so von Bedeutung.

mfg ryan
 

Sky Darmos

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ryan schrieb:
Und die oft geäußerste Besorgnis, nichts wäre mehr sicher, weil Quantencomputer alle heute existierenden Verschlüsselungsmethoden innerhalb kürzester Zeit knacken könnten, halte ich persönlich für Panikmacherei. Denn die Betonung hier liegt auf HEUTE sicheren Algorithmen.

Die Quantenkriptographie bringt einem dann aber im Gegensatz dazu die Möglichkeit Passwörter sicher auszutauschen, ohne dass ein Dritter einen abhört.
 

Dilaton

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Simulationen in der Astrophysik:

Es gibt bis heute nur zwei Alghorithmen für Quantencomputer, den
Shor - und Grover Algorithmus.
Zur Simulation relativistischer Objekte (Neutronensterne, Schwarze Löcher, ...) ist es notwenidig riesige lineare Gleichungssysteme mehrere tausend mal hintereinander zu lösen.
Solche Systeme enthalten nicht selten ein paar Millionen Unbekannte und die Laufzeiten sind demzufolge extrem lang.
Die grundlegenden Gleichungen in der Astrophysik sind die:

Einstein - Maxwell - Navier - Stokes Gleichungen
+ Zustandsgleichung für die Materie.

Hier handelt es sich um ein extrem schwieriges System nichtlinearer partieller Differentialgleichungen.
Solche Gleichungen diskretisiert man und erhält dadurch das oben beschrieben algebraische Problem. (Finite - Differenzen - Verfahren)

Bis heute weiss man nicht ob solche Probleme mit einem Quantencomputer effizient lösbar sind. Das heißt niemand kennt einen Quantenalgorithmus zur Lösung linearer Gleichungssysteme.
In diesem Zusammenhang möchte ich ein Problem formulieren:

Ich habe eine NxN Matrix gegeben deren Determinante ungleich null ist.
Mir stehen N³ Rechner zur Verfügung mit Rechenzeit T.
Alle N³ Rechner können keine Daten innerhalb von T untereinander austauchen, haben aber alle die Matrix im eigenen Arbeitsspeicher geladen.
Weiterhin soll jeder Rechner nur zwei Ausgabewerte kennen: 0 oder 1.

Aufgabe: Die Invertierung der Matrix M (Problem der Ordnung O(N³) ) soll vom Rechnersystem in ein Problem der Ordung O(N) transformiert werden. Dabei soll die Problemvereinfachung allein durch die Kenntniss der Verteilung der binären Ausgabewerte erzeugt werden. Die Zeit T ist so klein, dass jeder einzelne Rechner nur Probleme O(N) lösen kann.
Alle Bedingungen klingen zwar etwas seltsam, haben jedoch ihren Grund.
Hier sind vor allem Mathefreaks gefragt (meine Schwäche).

Viel Spaß beim krübbeln.
 

MopAn

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Dilaton schrieb:
Simulationen in der Astrophysik:

Es gibt bis heute nur zwei Alghorithmen für Quantencomputer, den
Shor - und Grover Algorithmus.
Zur Simulation relativistischer Objekte (Neutronensterne, Schwarze Löcher, ...) ist es notwenidig riesige lineare Gleichungssysteme mehrere tausend mal hintereinander zu lösen.
Solche Systeme enthalten nicht selten ein paar Millionen Unbekannte und die Laufzeiten sind demzufolge extrem lang.
Die grundlegenden Gleichungen in der Astrophysik sind die:

Einstein - Maxwell - Navier - Stokes Gleichungen
+ Zustandsgleichung für die Materie.

Hier handelt es sich um ein extrem schwieriges System nichtlinearer partieller Differentialgleichungen.
Solche Gleichungen diskretisiert man und erhält dadurch das oben beschrieben algebraische Problem. (Finite - Differenzen - Verfahren)

Bis heute weiss man nicht ob solche Probleme mit einem Quantencomputer effizient lösbar sind. Das heißt niemand kennt einen Quantenalgorithmus zur Lösung linearer Gleichungssysteme.
In diesem Zusammenhang möchte ich ein Problem formulieren:

Ich habe eine NxN Matrix gegeben deren Determinante ungleich null ist.
Mir stehen N³ Rechner zur Verfügung mit Rechenzeit T.
Alle N³ Rechner können keine Daten innerhalb von T untereinander austauchen, haben aber alle die Matrix im eigenen Arbeitsspeicher geladen.
Weiterhin soll jeder Rechner nur zwei Ausgabewerte kennen: 0 oder 1.

Aufgabe: Die Invertierung der Matrix M (Problem der Ordnung O(N³) ) soll vom Rechnersystem in ein Problem der Ordung O(N) transformiert werden. Dabei soll die Problemvereinfachung allein durch die Kenntniss der Verteilung der binären Ausgabewerte erzeugt werden. Die Zeit T ist so klein, dass jeder einzelne Rechner nur Probleme O(N) lösen kann.
Alle Bedingungen klingen zwar etwas seltsam, haben jedoch ihren Grund.
Hier sind vor allem Mathefreaks gefragt (meine Schwäche).

Viel Spaß beim krübbeln.


Umpf!
Mein Tipp: 42 !!!

;)
 
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