​​​​​Physiker entwickeln „Quanten-Modem“
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„Übersetzer“ zwischen Qubits und Photonen: Deutsche Physiker haben eine Vorstufe zu einem neuartigen Quanten-Modem entwickelt – einem Bauteil, das Information von einem Quantencomputer in das Glasfasernetz schickt, ohne deren Quanteneigenschaften zu zerstören․ In ersten Tests erwies sich das Bauteil aus Erbiumatomen in einem Silikatkristall bereits als effizienter „Übersetzer“, wie die Forscher berichten․ Quantencomputer und das․․․

​​​​​Quantencomputer: China vor Google?
#Technik #BosonenProbe #China #Google #Photonen #Photonik #QuantenSupremat #Quantencomputer #Quantensimulator #Quantensystem

Rechenarbeit von 2,5 Milliarden Jahren in 200 Sekunden: Ein chinesischer Quantensimulator könnte erstmals eindeutig die Überlegenheit der Quanten über klassische Rechner demonstriert haben․ Das optische Quantensystem ermittelte die Verteilung von Photonen in der sogenannten Gaußschen Bosonen-Probe – eine für Supercomputer nahezu unlösbare Aufgabe․ Damit könnte dieses System weit deutlicher als jüngst Google das Supremat der․․․

​​​​​Qubits rechnen mit Abstand
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Modulares Quantenrechnen: Wissenschaftler haben den Prototyp eines auf neue Weise verteilt rechnenden Quantencomputers entwickelt․ Bei diesem arbeiten getrennte Qubits über eine 60 Meter lange Glasfaserleitung zusammen und bilden ein logisches Gatter․ Diese Verknüpfung eröffnet die Möglichkeit, Quantencomputer modular zu skalieren, ohne dass die sensiblen Qubits durch Störeffekte ihre Quantenzustände verlieren, wie das Team im Fachmagazin․․․

​​​​​Leben wir in einer Simulation?
#Technik #Kosmos #Physik #Quantencomputer #ScienceFiction #Simulation #virtuell

Alles bloß virtuell? In Science-Fiction-Werken wie „Matrix“ oder „Simulacron“ leben wir alle nur in einer Simulation․ Ob das technisch überhaupt machbar und wahrscheinlich ist, haben nun Forscher untersucht․ Ihr Ergebnis: Der Aufwand, um so viele intelligente Wesen und ihre Denkleistung und Umwelt überzeugend zu simulieren, wäre selbst für eine weit fortgeschrittene Zivilisation gigantisch – und․․․

​​​​​Quantencomputer für überall
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Massentaugliches Standardformat: Forscher haben erstmals einen Quantencomputer entwickelt, der in normale 19-Zoll-Serverracks passt und mit einem Minimum an Aufwand betrieben werden kann․ Das ebnet den Weg zur Integration von Quantencomputern in normale Rechenzentren․ Trotz der kompakten, modularen Bauweise erreicht das 24-Qubit-System ähnlich gute Leistungen wie eine laborgroße Anlage, wie erste Tests belegen․ Quantencomputer gelten als․․․

​​​​​Fehlerkorrektur für den Quantencomputer
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Wichtiger Fortschritt: Bisher steht die Fehleranfälligkeit von Quantencomputern ihrer Nutzung in größerem Maßstab entgegen․ Jetzt haben Tests mit dem Google-Quantenrechner „Sycamore“ erstmals in der Praxis demonstriert, dass solche Korrekturprotokolle funktionieren․ Sie senkten die Fehlerquote des Systems um das 100-Fache, wie das Team im Fachmagazin „Nature“ berichtet․ Noch wichtiger jedoch: Die Fehlerkorrektur wirkt bei Skalierung exponentiell,․․․

​​​​​Quantencomputer knackt die 100-Qubit-Marke
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Nase vorn: IBM hat erstmals einen Quantencomputer mit mehr als 100 Qubits vorgestellt․ Das „Eagle“ getaufte System verfügt über 127 Qubits und soll dennoch eine relativ geringe Fehlerrate aufweisen․ Möglich wird dies dank einer speziellen Verschaltung der aus supraleitenden Ladungszentren bestehenden Qubits und der in eigene Schichten ausgelagerten Auslese- und Kontrolltechnik․ Im nächsten Schritt soll․․․

​​​​​Durchbruch für Silizium-Quantencomputer
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Eine entscheidende Hürde auf dem Weg zu Silizium-Quantencomputern ist geknackt: Gleich drei Teams haben erstmals Quanten-Schaltkreise in Silizium konstruiert, die den Grenzwert von mindestens 99 Prozent Zuverlässigkeit deutlich übertreffen․ Damit rücken siliziumbasierte Quantenrechner zu den bisher gängigen Quantensystemen auf und könnten sie in puncto Skalierbarkeit und Stabilität künftig sogar überflügeln, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin․․․

​​​​​Quantencomputer: Wie stabil sind Systeme von IBM, Google und Co?
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Drohendes Quantenchaos: Forscher haben untersucht, wie gut die Quantencomputer von IBM, Google und Co das fragile Gleichgewicht zwischen nötiger Kopplung und unerwünschten Resonanzen meistern․ Denn wenn die Balance der Quantenbits kippt, droht ein unkontrolliertes Quantenchaos und damit ein Kollaps der Rechenfähigkeit․ Das Ergebnis: Die Architektur von IBM könnte anfälliger für einen solchen Kollaps sein –․․․

​​​​​Quantenrechnen mit mehr als Null und Eins
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Acht statt nur zwei: Bisher sind Quantencomputer an gängige Digitaltechnik angepasst – sie rechnen mit Nullen und Einsen․ Jetzt haben Physiker einen Quantenrechner konstruiert, der mehr kann: Anders als Quantenbits haben seine Quanten-Digits aus Calcium-Ionen acht auslesbare Zustände und ermöglichen so mehr Rechenleistung mit weniger Quantenteilchen․ Solche nicht-binären Quantencomputer könnte für viele Anwendungen weit geeigneter․․․

​​​​​Zeit-Quasikristall stabilisiert Quantenbits
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Geordnete Unordnung: Physiker haben Quantenbits in einen neuartigen, überraschend stabilen Materiezustand versetzt – durch eine Art zeitlichem Quasikristall․ Dafür setzten sie die Qubits aus Ytterbium-Ionen quasiperiodischen Laserpulsen aus, deren Abstände der mathematischen Fibonacci-Reihe entsprechen․ Diese bringt die Qubits in einen nie zuvor beobachteten Zustand zeitlicher Quasisymmetrie, der sie ungewöhnlich robust gegen Störungen macht, wie die․․․

​​​​​Verschränkte Photonen in Serie
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Physikern ist es erstmals gelungen, eine Serie von 14 nacheinander emittierten Photonen auf definierte Weise miteinander zu verschränken – mehr als jemals zuvor․ Möglich wurde dies, weil alle Photonen aus demselben angeregten Atom stammten․ Dessen Quantenzustände waren kontrolliert einstellbar und damit auch die Merkmale der miteinander verschränkten Photonen, wie das Team in „Nature“ berichtet․ Diese․․․

​​​​​Ein Wurmloch im Quantencomputer
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Raumzeit-Tunnel im Test: Physiker haben erstmals die quantenphysikalische Version eines Wurmlochs in einem Quantencomputer erzeugt – und Quantenbits durch eine solche Singularität getunnelt․ Dies ermöglicht es, fundamentale Zusammenhänge von gravitativen Wurmlöchern mit der Quantenphysik zu überprüfen – darunter auch die Theorie, nach der eine solche Einstein-Rosen-Brücke einer quantenphysikalischen Verschränkung entspricht․ Dies könnte helfen, fundamentale Fragen․․․

​​​​​Erste Fernübertragung verschränkter Ionen-Qubits
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Qubits werden mobil: In Quantenfallen gefangene Ionen werden in Quantencomputern häufig als Qubits eingesetzt․ Doch eine Verschränkung dieser ionischen Quantenbits über größere Entfernung stand bisher noch aus․ Jetzt ist dies Physikern in Innsbruck gelungen․ Sie haben die Quanteninformation von Ionen-Qubits erstmals über gut 500 Meter hinweg effizient übertragen und so die Qubits miteinander verschränkt․ Dies․․․

​​​​​Quantencomputer knackt Fehlerproblem
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Weniger Fehler trotz Skalierung: Google-Forscher haben eine Methode zur Fehlerkorrektur bei Quantencomputern entwickelt, das eine wichtige Schwelle überschreitet․ Ihr System fängt mehr Fehler ab, als beim Skalieren durch die zunehmende Zahl von Qubits entstehen, wie das Team in „Nature“ berichtet․ Möglich wird dies durch die Kombination mehrerer Daten-Qubits zu logischen Einheiten und die Einfügung von․․․

​​​​​Physiker entwickeln Quanten-Modem
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Bautteil fürs Quanten-Internet: Physiker haben einen Übersetzer für Quanteninformationen entwickelt – eine Art Quanten-Modem․ Dieser wandelt die für Quantencomputer typischen Mikrowellen-Qubits in gut übertragbare optische Photonen um․ Zentraler Akteur dieses Quanten-Übersetzers sind ultrakalte Rubidium-Atome, die als Photonen-Wandler agieren und dabei die Verschränkung der Quanten aufrechterhalten․ Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Fernverbindung von Quantencomputern, wie․․․

​​​​​Qudits mehrdimensional verschränkt
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Nicht nur Null und Eins: Physiker haben erstmals Qudits mit bis zu fünf Zuständen gleichzeitig verschränkt und mit ihnen ein Logikgatter konstruiert․ Dadurch können diese Quantenteilchen mit mehr Zuständen gleichzeitig rechnen als nur mit Null und Eins․ Die nun erzielte hochdimensionale Verschränkung solcher Systeme aus gefangenen Ionen macht das Quantenrechnen effizienter und die Fehlerkorrektur einfacher,․․․

​​​​​Quantencomputer gegen Primzahl-Verschlüsselung
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Angriff auf die Kryptografie: Eine neue Quanten-Architektur könnte gängige Verschlüsselungen auf Basis multiplizierter Primzahlen knacken helfen․ Denn das Quantensystem kann normalerweise unumkehrbare logische Operationen reversibel machen – und so selbst große Zahlen in ihre Primzahlfaktoren zerlegen․ Allerdings: Um das zurzeit gängige 2048-Bit-Protokoll der RSA-Verschlüsselung zu knacken, bräuchte man selbst mit diesem System rund 14 Millionen․․․

​​​​​Graphen für Quantenbits der Zukunft
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Neue Art von Qubits: Doppellagiges Graphen könnte das Rechnermaterial der Zukunft werden․ Denn dieses Material erzeugt Quantenpunkte aus nahezu perfekt symmetrischen Paaren von Elektronen und Löchern, wie Physiker jetzt ermittelt haben․ Demnach sind diese Doppel-Quantenpunkte besonders robust gegen Störungen und gut auslesbar – was sie zu vielversprechenden Kandidaten für Halbleiter-Qubits in künftigen Quantencomputern macht, wie․․․

​​​​​Quantenprozessor überrundet Supercomputer
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Wichtiger Schritt im Quantenrechnen: Dank eines neuen Verfahren können Quantencomputer selbst ohne aufwendige Fehlerkorrektur korrekte und praktisch nutzbare Ergebnisse liefern, wie nun ein Test mit dem IBM-Quantencomputer „Eagle“ belegt․ Der 127-Qubit-Rechner absolvierte häufig in der Physik benötigte Berechnungen korrekt und bewältigte dabei Schwierigkeitsgrade, die für den konkurrierenden Supercomputer nicht mehr machbar waren, wie das Team․․․