Simulation: Klassische Computer ahmen Quantencomputer nach – mit Erfolg
Forscher:innen gelang es, einen Algorithmus zu entwickeln, mit dessen Hilfe klassische Computer in der Lage sind, Quantencomputer zu simulieren. Dies behebt einige Probleme der Quantencomputer und führt zudem zu effizienterem Einsatz der klassischen Computer.
Quantencomputer haben zwei große Probleme
Quantencomputer gelten als Zukunft in der Informationstechnologie. Sie bieten nicht nur einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil in vielen Bereichen, sondern benötigen für bestimmte Berechnungen auch noch wesentlich weniger Speicherplatz.
Statt wie klassische Computer auf Bits in Form von Nullen und Einsen zurückzugreifen verwenden Quantencomputer sogenannte Qubits, die gleichzeitig verschiedene Zustände zwischen Null und Eins annehmen können. Theoretisch ist so eine effizientere Verarbeitung möglich. Die Theorie wird allerdings durch die Fehleranfälligkeit von Quantencomputern beeinträchtigt. Außerdem stellt die Übersetzung der Ergebnisse aus dem Quanten-Informationsraum in einen klassischen Informationsraum eine Herausforderung dar. Ohne solch eine Übersetzung können die Quantencomputer nicht in bestehende Systeme integriert werden.
Klassische Computer simulieren Quantencomputer
Forscher:innen konnten nun einen Algorithmus entwickelt, mit dem es klassischen Computern möglich ist Quantencomputer zu simulieren. Mit diesem Ansatz lassen sich die benannten Probleme lösen. Klassische Computer benötigen mit dem neuen Algorithmus zudem weniger Ressourcen als Quantencomputer für die gleichen Berechnungen. Dabei behält der Algorithmus nur einen bestimmten Anteil der im Quantenzustand vorhandenen Daten bei. Das Team spricht hier von einer selektiven Speicherung, die gerade ausreichend ist, um das gewünschte Endergebnis präzise zu berechnen.
Diese Arbeit zeigt auf, dass es zahlreiche Möglichkeiten gibt, Berechnungen zu verbessern, indem man klassische und Quantenansätze kombiniert. Zudem verdeutlicht unsere Forschung die Herausforderung, mit einem fehleranfälligen Quantencomputer einen echten Quantenvorteil zu erreichen„, so Dries Sels vom Department of Physics der New York University, Mitautor der Studie.
