Quantencomputing ist besser als Supercomputer, da es schneller, leistungsfähiger und energieeffizienter ist.
Forscher in den USA entwickelten einen neuen energiebasierten Benchmark für Quantenvorteile und nutzten ihn, um verrauschte Intermediate-Scale-Quantencomputer (NISQ) zu demonstrieren, die mehrere Größenordnungen weniger Energie verbrauchen als der leistungsstärkste Supercomputer der Welt. Quantum Computing ist ein Zweig der Informatik, der sich auf die Entwicklung von Technologien konzentriert, die auf Prinzipien der Quantentheorie basieren.
Quantencomputing löst Probleme, die für klassisches Computing zu komplex sind, indem es die einzigartigen Eigenschaften der Quantenphysik nutzt. Die Frage, ob ein Quantencomputer Berechnungen durchführen kann, die selbst der leistungsfähigste konventionelle Supercomputer übersteigen kann, wird immer relevanter, da Quantencomputer größer und zuverlässiger werden. Diese Fähigkeit, die als „Quantenüberlegenheit“ bezeichnet wird, markiert den Übergang von Quantencomputern von wissenschaftlicher Neugier zu nützlichen Geräten. Wissenschaftler sagen voraus, dass Quantum Computing besser ist als Supercomputer, da es Aufgaben millionenfach schneller erledigt. Quantencomputer können komplexe Berechnungen problemlos bewältigen, da sie auf Quantenprinzipien basieren, die über die klassische Physik hinausgehen.
Quantencomputer und Supercomputer sind extrem leistungsfähige Maschinen, die für komplexe Berechnungen, Problemlösungen und Datenanalysen eingesetzt werden. Obwohl beide das Potenzial haben, die Computertechnologie zu revolutionieren, weisen sie erhebliche Geschwindigkeits- und Leistungsunterschiede auf. Im Jahr 2019 führte der Quantencomputer von Google eine Berechnung durch, für deren Abschluss der leistungsstärkste Computer der Welt 10.000 Jahre benötigen würde. Es ist der Keim für den weltweit ersten voll funktionsfähigen Quantencomputer, der in der Lage sein wird, bessere Medikamente herzustellen, intelligentere künstliche Intelligenz zu entwickeln und kosmische Rätsel zu lösen. Der theoretische Physiker John Preskill schlug 2012 eine Formulierung der Quantenüberlegenheit oder der Überlegenheit von Quantencomputern vor. Er nannte es den Moment, in dem Quantencomputer Aufgaben ausführen können, die gewöhnliche Computer nicht können. Um große Datenmengen schnell zu verarbeiten und ein einziges Ergebnis zu erzielen, verwenden Supercomputer einen traditionellen Rechenansatz mit mehreren Prozessoren. Diese Computer haben die höchste rohe Rechenleistung, aber sie können jeweils nur eine Aufgabe bewältigen, und ihre Verarbeitungsfähigkeiten sind durch das Moore’sche Gesetz begrenzt, das Prinzip, dass sich die Prozessorgeschwindigkeit von Computern alle zwei Jahre verdoppelt. Quantencomputer hingegen verwenden quantenmechanische Prinzipien, um Daten auf eine Weise zu verarbeiten, die herkömmliche Computer nicht können, was zu deutlich höheren Verarbeitungsgeschwindigkeiten führt. Für Supercomputer gelten die normalen Gesetze der Physik. Je höher die Anzahl der Prozessoren, desto schneller das System. Quantencomputer übertreffen Supercomputer in puncto Effizienz, weil sie die Kraft der Quantenmechanik nutzen, um Berechnungen durchzuführen. China behauptete im Jahr 2020, einen Quantencomputer entwickelt zu haben, der Berechnungen 100 Billionen Mal schneller durchführen kann als jeder Supercomputer. Sie können mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen und komplexe Probleme schnell lösen, für deren Lösung ein Supercomputer Monate benötigen würde. Da Quantencomputer jedoch extrem empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren und von äußeren Einflüssen isoliert werden müssen, sind sie wartungsintensiver als herkömmliche Computer. Trotz der Tatsache, dass im Noisy Intermediate Scale oder NISQ, dem Zeitalter der Maschinen, Quantencomputer und quanteninspirierte Algorithmen für kombinatorische Herausforderungen wie Verkehrsmustervorhersage sowie Cybersicherheits- und Kryptografieprobleme nützlich sein können. Damit sich Quantencomputer jedoch wirklich von der NISQ-Ära weg und hin zum „Quantenvorteil“ bewegen können, wo bessere Ergebnisse in Branchen wie Arzneimitteldesign, Computerchemie, Finanzmodellierung und Wettervorhersage prognostiziert werden, müssen sich mehrere Faktoren mit dem ändern Technologie, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Anzahl der logischen Qubits innerhalb des Systems, wodurch die Dekohärenzzeiten drastisch reduziert und die Fehlerkorrektur verbessert werden. Während traditionelle Computer Daten in binären 1 und 0 verarbeiten und nur zwischen den beiden Variablen wechseln können, generiert Quantencomputing mehrdimensionale Räume, die uns helfen können, zu visualisieren, wie sich die Muster bilden, die einzelne Datenpunkte verbinden. Anstatt sich also nur mit 1 oder 0 zu befassen, lösen Sie Probleme tatsächlich mit einem Quantenalgorithmus, der dabei helfen kann, Muster und Lösungen auf bisher unvorstellbare Weise zu finden. Während traditionelle Computer Bits verwenden, um Probleme zu lösen, verwenden Quantencomputer Qubits, um mehrdimensionale Quantenalgorithmen auszuführen. Quantencomputer übertreffen Supercomputer in Bezug auf Geschwindigkeit und Leistung. Sie können mehrere Berechnungen gleichzeitig durchführen, was sie ideal für die Bewältigung komplexer Probleme macht, die eine schnelle Verarbeitung großer Datenmengen erfordern. Supercomputer können jeweils nur eine Aufgabe gleichzeitig bearbeiten, aber sie können ein breiteres Aufgabenspektrum bewältigen. Wenn wir sie jedoch direkt vergleichen, wird es zu einem semantischen Punkt, dass Quantencomputer als eine Untergruppe von Supercomputern beschrieben werden könnten. Von Quantencomputern wird wie von Supercomputern erwartet, dass sie bei einer bestimmten Aufgabe hervorragende Leistungen erbringen, anstatt unsere Desktop-Computer und Laptops zu ersetzen. Tatsächlich können sie eine erhebliche Wartung und sorgfältig verwaltete Rechenzentren erfordern, um zu funktionieren.
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