Quantencomputer

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Community für Austausch zum Thema Quantencomputer.

Wikipedia: "Ein Quantenprozessor bzw. Quantencomputer ist ein Prozessor, der die Gesetze der Quantenmechanik nutzt. Im Unterschied zum klassischen Computer arbeitet er nicht auf der Basis makroskopischer Zustände elektronischer Schaltkreise, sondern quantenmechanischer Zustände geeigneter Systeme. Damit ist es möglich, im Laufe der Rechnung Superpositionszustände und Quantenverschränkung zu erzeugen, die beide für die Informationsverarbeitung in Quantencomputern entscheidend sind."

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  • Das Banner zeigt "IBM Cryostat (CES 2020) - Interior of an IBM quantum computing system.". Image Credit: IBM unter der Lizenz CC BY-ND 2.0.
  • Das Icon zeigt "die generelle Definition von einem Qubit (Quantenbit) als den Quantenstatus von einem Zwei-Niveau-Quantensystem". Image Credit: Clemens Adolphs unter der Lizenz CC BY-SA 3.0 Deed. Transparenz entfernt und Ausschnitt angepasst.

founded 4 months ago
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Älterer Artikel von 26.06.2023

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Älterer Artikel vom 23.08.2023

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submitted 4 months ago* (last edited 3 months ago) by marv99 to c/quantencomputer
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Artikel vom 18.10.2023.

Heise hat wohl leider nur wenige Quantencomputer-Beispielbilder.

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Artikel vom 14.10.2023.

2^80^ statt korrekter 2^41^, also nichts Gravierendes.

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Artikel vom 20.10.2023.

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Artikel vom 05.12.2023

Neue Größenordnung: IBM hat erstmals einen Quantenprozessor vorgestellt, der mit mehr als 1.000 Qubits rechnet. Der neue Quantenchip „Condor“ besteht aus 1.121 supraleitenden Quantenbits, die in Bienenwabenform angeordnet sind. Parallel dazu hat IBM Research den kleineren, „nur“ 133 Qubits großen Quantenchip „Heron“ vorgestellt, der dank eines neuartigen Systems wesentlich stabiler, länger und fehlerfreier laufen soll als bisherige Modelle.

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Dazu passend auch der 37C3-Talk von Alessandro Luongo: The impact of quantum computers in cybersecurity | Feddit-Post

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Unfortunately the results are a bit disillusioning and the text on the slides is very tiny and hard to read. Nevertheless a very good talk about "Estimating the costs of algorithms for attacks and defense applications".


Talk by Alessandro Luongo from 28.12.2023.
Description taken from the 37C3-Page:

In in this talk we explore the potential ramifications of quantum computing in the field of cybersecurity We'll delve into two critical aspects: the application of quantum machine learning algorithms for defence and the impact of quantum attacks on cryptography and post-quantum cryptography for offence. We'll present insights on the theoretical advantages of quantum algorithms, improvements in factoring large numbers, and the impacts of post-quantum crypto attacks. While the hype around quantum technologies is growing, the estimates in the resources needed to run a quantum algorithm and the current number of qubits pose caution in the enthusiasm. The limitations in terms of available qubits, error rates, and scalability are critical factors that need to be considered when assessing the real-world applicability of quantum computing.

Introduction

We will start with a fundamental introduction to quantum computing to ensure that the audience has a solid grasp of this model of computation, but without discussing the technicalities of quantum physics. Taking a "software development" perspective, we introduce the problem of estimating the resources needed to perform a quantum computation. Then, we will shift our focus to the two facets of our investigation: applications for offence and defence.

Quantum machine learning for defence

We will explore the application of quantum machine learning algorithms in network intrusion detection. Quantum machine learning holds the potential for improving cybersecurity defences by leveraging quantum algorithms - exponentially faster than classical algorithm on their asymptotic complexity. We will introduce a framework for estimating the advantages of quantum algorithms in terms of query complexity, and report the findings of our experiments. Our findings will be based on practical experiments using benchmark datasets in cybersecurity, offering insights into the potential effectiveness of quantum approaches in this domain.

Quantum attacks on cryptography for offence

Shifting our attention to the offensive side, we will investigate the potential impact of quantum attacks on cryptography. We will report some advancements in the number of qubits required to break RSA2048 cryptography and attacks on ECC256. Furthermore, we will delve into the complexities of post-quantum cryptography attacks. Our ongoing research at CQT (Centre for Quantum Technologies of Singapore) involves measuring the depth and size of quantum circuits, including the number of Toffoli gates and Toffoli-depth. We will also account for the qubit number and size of the QRAM query (quantum random access memory), providing a comprehensive assessment of the quantum attack landscape.

Conclusion

Ultimately, we will draw conclusions based on our research and analysis. While there is limited evidence suggesting that quantum computing will have a drastic impact on cybersecurity through machine learning or attacks on post-quantum cryptography, there are substantial reasons to believe that quantum computers, once they reach sufficient scale and capacity, will pose a significant threat to RSA2048 and ECC256. Join us for an insightful exploration of the evolving intersection of quantum computing and cybersecurity.

Video: 1080p | 576p - Duration: 38 min

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Video is from 04.12.2023. Duration is 13 min, only the name of the show is "60 Minutes".

Companies and countries are in a race to develop quantum computers. The machines could revolutionize problem-solving in medicine, physics, chemistry and engineering.

Quite martial, while ignoring all European progress. Also god seems to play a role in US quantum computing.

But anyhow it provides, in my eyes, some good insights into the technology.

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Ein Quantencomputer für Zuhause: Ein neuer Miniquantencomputer soll massentauglich, kompakt und autark sein. DAS ist das Ziel eines österreichischen Forschungsteams. Der Prototyp passt in zwei Serverschränke, [statt] ein ganzes Labor zu füllen. Gibts also schon bald [den] Quantencomputer für Alle?

Video von Juli 2021, Dauer: 9 min

Meine Meinung: Einen Quantencomputer, der in zwei 19 Zoll Schränke passt, finde ich immer noch erstaunlich, auch wenn der Film schon zweieinhalb Jahre alt ist.

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Original description in English

[...] However few people understand & explain how such machines & technologies work. Even fewer people trying to build one. I’m one of this crazy people.

In this talk, we aim to explain how this new type of much powerful digital processing works and how we build our own Quantum computer …without a Phd in quantum physic. We will describe our plan to build the Quantum computer's hardware with hacker’s style. Through our own experiments, we will discuss our failures, our success, our progress around this challenging goal !

Beschreibung übersetzt mit DeepL.com:

[...] Doch nur wenige Menschen verstehen und erklären, wie solche Maschinen und Technologien funktionieren. Noch weniger Menschen versuchen, eine zu bauen. Ich gehöre zu diesen Verrückten.

In diesem Vortrag wollen wir erklären, wie diese neue Art von sehr leistungsfähiger digitaler Verarbeitung funktioniert und wie wir unseren eigenen Quantencomputer bauen können ... ohne einen Doktortitel in Quantenphysik. Wir werden unseren Plan beschreiben, die Hardware des Quantencomputers im Hacker-Stil zu bauen. Anhand unserer eigenen Experimente werden wir unsere Misserfolge, unseren Erfolg und unsere Fortschritte in Bezug auf dieses anspruchsvolle Ziel diskutieren!

Video: 1080p | 576p - Dauer: 1 Stunde


In Vorfreude auf den in wenigen Stunden startenden 37C3 gibt es hier den vier Jahre zurückliegenden 36C3-Vortrag von Yann Allain, der sich in den Kopf gesetzt hatte, seinen eigenen Quantencomputer zu bauen...

Es gibt eine deutsche Tonspur. Falls möglich, empfehle ich aber das englische Original.

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submitted 4 months ago* (last edited 4 months ago) by marv99 to c/quantencomputer
 
 

I will explain why quantum computing is interesting, how it works and what you actually need to build a working quantum computer. I will use the superconducting two-qubit quantum processor I built during my PhD as an example to explain its basic building blocks. I will show how we used this processor to achieve so-called quantum speed-up for a search algorithm that we ran on it. Finally, I will give a short overview of the current state of superconducting quantum computing and Google's recently announced effort to build a working quantum computer in cooperation with one of the leading research groups in this field.

Direct links to 1h-Video: 1080p | 576p


In Vorfreude auf den in wenigen Stunden startenden 37C3 gibt es hier den neun Jahre zurückliegenden 31C3-Vortrag von Andreas Dewes.

Leider gibt es den Vortrag nur auf Englisch und ohne Untertitel.

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submitted 4 months ago* (last edited 4 months ago) by marv99 to c/quantencomputer
 
 

Diese SRF-Sendung vom 26.01.2023 ist eine Folge des Wissensmagazins «Einstein».


Quantencomputer: Endlich verständlich

Verschlüsselungen knacken oder komplexe Probleme lösen, vor denen normale Computer versagen: Quantencomputer läuten ein neues Zeitalter des Rechnens ein. Aber: Ein Quantencomputer ist nicht so leicht zu begreifen. Darum will «Einstein»-Moderator Tobias Müller dem Phänomen auf den Grund gehen.

Wie funktioniert ein Quantencomputer?

Um das zu verstehen, muss «Einstein»-Moderator Tobias Müller in die Welt der Quantenmechanik eintauchen; erst sie ermöglicht das Konzept eines Quantencomputers. Doch dafür muss man diese fremdartige Welt und ihre verstörenden Naturgesetze erst begreifen lernen.

Hoffnungsträger

Quantencomputer werden für die Lösung von hochkomplexen Aufgaben den heutigen digitalen Systemen einst wohl überlegen sein. Der Quantencomputer wird das klassische Computing aber nicht komplett ersetzen, sondern sehr gezielt ergänzen. «Einstein» zeigt, in welchen Anwendungsgebieten die grössten Hoffnungen liegen und was dafür bereits heute investiert wird.

Bedrohung

Quantencomputer werden die bekannten Verschlüsselungsmethoden knacken können – das wurde in der Theorie bereits bewiesen. Darum wird bereits heute mit klassischen Computern an Algorithmen geforscht, die die elektronische Verschlüsselung auch gegen Quantenpower sicher machen soll – man spricht von «Post-Quantum-Kryptographie».

Die Schweiz und das Wettrennen um den Quantencomputer

Weltweit wird die Quantenforschung immer wichtiger und strategischer. Das wird gerade jetzt zum Problem für die Schweiz: Obwohl hierzulande jahrelang internationale Pionierarbeit auf diesem Gebiet geleistet wurde, droht nun durch den Ausschluss aus den EU-Horizon-Forschungsprojekten das wissenschaftliche Abseits. Doch die Schweizer Quantenforschenden wehren sich.

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Präsentationsvideo: Unveiling IBM Quantum System Two - 2 min