Megatrend Quantentechnologie Quantencomputer Quantenmechanik für Investoren ?

[reko]

vor 8 Minuten von Halicho:

 

Es werden alle Kombinationen gleichzeitig ausgeführt, nicht hintereinander wie in einem klassischen sequentiellen Rechner. Daher steigt die Leistungsfähigkeit exponentiell.

Ja mit 1 Mio qbits könnte man etwas anfangen. Aber das sind handwerklich hergestellte wissenschaftliche Laborgeräte. Ich sehe keine geeignete Reproduktionstechnik. Es gibt auch physikalische Systeme die Fouriertransformationen sofort und parallel durchführen. Abgesehen von Spezialanwendungen sind sie kaum verbreitet.

[Halicho]

vor 10 Minuten von reko:

Ja mit 1 Mio qbits könnte man etwas anfangen. Aber das sind handwerklich hergestellte wissenschaftliche Laborgeräte. Ich sehe keine geeignete Reproduktionstechnik

Ich glaube du befindest dich gedanklich in der sequentiellen Digitalwelt. Die qbits sind quantenmechanische verschränkt. Sie "kommunizieren" miteinander, daher werden ALLE Möglichkeiten GLEICHZEITIG berechnet. Daher führt eine Skalierung um +1 zu einer Verdopplung der Leistung. Bei sequentielle Rechnern muss für die Verdopplung der Leistung die Zahl der Transistoren verdoppelt und nicht um 1 erhöht werden:

 

2 Transistoren.. Leistung 2 (pro Rechentakt)

3 Transistoren.. Leistung 3

4 Transistoren.. Leistung 4

....

127 Transistoren.. Leistung 127

 

 

Daher werkeln auf deinem Smartphone oder PC Milliarden Transistoren parallel.

 

In der Schule beschrieb vor einem Vierteljahrhundert mein Physiklehrer die theoretische Möglichkeit eines Quantencomputers mit seiner für damalige und heutige Verhältnisse unmöglich sequenziell realisierbaren Rechenleistung. 

 

Nun scheint es soweit zu sein. Nur wer macht das Rennen?

 

Aufgrund der im Verhältnis zu sequentiellen Rechnern exponentielles Rechenleistung könnten schon einstellige Produktionszahlen zu Gewinnen führen.

 

 

 

 

 

[reko]

vor 43 Minuten von Halicho:

Ich glaube du verstehst das nicht. Die qbits sind quantenmechanische verschränkt. Sie "kommunizieren" miteinander, daher werden ALLE Möglichkeiten GLEICHZEITIG berechnet. Daher führt eine Skalierung um +1 zu einer Verdopplung der Leistung. Bei sequentielle Rechnern muss für die Verdopplung der Leistung die Zahl der Transistoren verdoppelt und nicht um 1 erhöht werden:

Ich verstehe das schon. Geschwindigkeit ist aber nicht alles. Mit 127 qbits kann ich zwar quasi ohne Zeitaufwand aber nur Systeme mit maximal 2^127 Zuständen berechnen. Ich würde hier eher von simulieren sprechen. Das ist nur für bestimmte Anwendungen sinnvoll. Eine Buchhaltung berechne ich lieber mit klassischen sequentiellen Rechnern mit viel Speicher.

[Halicho]

vor 2 Stunden von reko:

 Ich würde hier eher von simulieren sprechen.

Ein derzeitiger sequenzieller Rechner arbeitet mit 64 Bit langen Worten (64bit-architektur), die massiv parallel verarbeitet werden (daher Milliarden Transistoren). Ein 127qbit-Quantenrechner würde mit 127 Bit Wortlänge arbeiten und alle Lösungen gleichzeitig berechnen. Simulieren kann man das mit einem derzeitigen Rechner nicht, solange man nicht tausende Jahre zur Verfügung hat.

 

 

vor 2 Stunden von reko:

Ich verstehe das schon. Geschwindigkeit ist aber nicht alles. Mit 127 qbits kann ich nur Systeme mit 127 Zuständen berechnen. 

2 hoch 127 sind nicht 127. Die Zahl 1,7*10^38 ist 39-stellig nicht 3-stellig. 

Bzw etwa 170.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000, was schlecht lesbar ist.

[reko]

Das entspricht einen 127 bit superschnellen Coprozessor. Damit kann man wunderbar Verschlüsselungen knacken und Bitcoins minen oder stehlen. Wenn es einen 127 Bit Quantencomputer gibt, dann muß man eben mit 256 Bit verschlüsseln.

Der Quantencomputer wird aber so teuer, dass sowieso nur die Geheimdienste und das Militär sich das leisten können.

Man kann auch Fourieranalysen ähnlich gut wie mit anderen, ähnlich schnellen und billigeren physikalischen Transformationsverfahren durchführen. Für ein schlecht ausgelöstes, kleines Bild mit 8 Bit und 256*256 Pixel bräuchte man 524000 qbit - den Mega qbit Quantencomputer.

Beim alltäglichen addieren von Zahlen helfen 127 bit Speicher nicht viel. Ein Quantencomputer ist eben nur ein Coprozessor der manche Sachen gut und andere schlecht kann.

[chirlu]

vor 6 Stunden von Halicho:

Ein 127qbit-Quantenrechner würde mit 127 Bit Wortlänge arbeiten und alle Lösungen gleichzeitig berechnen.

 

Das ist der Wunschtraum von Leuten, die sich mit Quantencomputern wirklich auskennen, weil die eben nicht „alles gleichzeitig berechnen“ können oder „in 2^127 Zuständen zugleich sind“ oder „jedes zusätzliche Qbit die Leistung verdoppelt“.

 

What specifically makes quantum computers useful?

[Halicho]

vor 2 Stunden von reko:

Das entspricht einen 127 bit superschnellen Coprozessor. Damit kann man wunderbar Verschlüsselungen knacken und Bitcoins minen oder stehlen. Wenn es einen 127 Bit Quantencomputer gibt, dann muß man eben mit 256 Bit verschlüsseln.

Der Quantencomputer wird aber so teuer, dass sowieso nur die Geheimdienste und das Militär sich das leisten können.

Man kann auch Fourieranalysen ähnlich gut wie mit anderen, ähnlich schnellen und billigeren physikalischen Transformationsverfahren durchführen. Für ein schlecht ausgelöstes, kleines Bild mit 8 Bit und 256*256 Pixel bräuchte man 2^524000 qbit - den Mega qbit Quantencomputer.

Beim alltäglichen addieren von Zahlen helfen 127 bit Speicher nicht viel. Ein Quantencomputer ist eben nur ein Coprozessor der manche Sachen gut und andere schlecht kann.

Für einfache mathematische Operationen wie Addition UND ODER...ist er ungeeignet, da viel zu teuer und ungenau im Vergleich zum sequentielle Rechner.

Dafür plant ihn niemand einzusetzen. Ich habe oben Beispiele genannt.

vor 2 Stunden von chirlu:

 

Das ist der Wunschtraum von Leuten, die sich mit Quantencomputern wirklich auskennen, weil die eben nicht „alles gleichzeitig berechnen“ können oder „in 2^127 Zuständen zugleich sind“ oder „jedes zusätzliche Qbit die Leistung verdoppelt“.

 

What specifically makes quantum computers useful?

Da steht nicht, dass er die Lösung (z.B. Matrizenoperationen theoretisch nicht in einem Schritt findet, sondern:"Theoretically it is shown to scale in processing complexity in a much different/more dramatic way than classical computing, ie roughly there is 2x2x processing capability where xx is the number of qubits, ie exponential rise in computational capability for linear increase in qubits. This sounds almost like out of science fiction but is an apparently "real/intrinsic" property as far as anyone knows" In der Realität gibt es mehrere Durchläufe bis die gewünschte Genauigkeit erreicht ist.

[Halicho]

Gibt's auch Leute, die nicht trollen?

[chirlu]

vor 2 Stunden von Halicho:

Gibt's auch Leute, die nicht trollen?

 

So viele Geisterfahrer!

[Halicho]

Besten Dank für die Kontraindikation!

[Warlock]

Alles rund um das Thema "Quanten" gehört zu den anspruchsvollsten Themengebieten unserer Zeit. Viele Fragestellungen sind noch nichtmal klar formuliert, da alleine dafür noch das Wissen fehlt. Bis auf wenige Einzelpersonen kann sich da fast niemand ein sinnvolles Urteil erlauben behaupte ich mal. Entsprechend halte ich es mit der Geldanlage.

[HnsPtr]

"Quanten"physik ist super gut verstanden und super gut bewiesen. Wenn man die philosophischen Fragen ausklammert, gibt es praktisch keine offenen Fragen mehr.

 

Tatsächliche Quantenzustände erzeugen, erhalten und kontrolliert verändern (eben alles, was man machen muss, um einen funktionierenden Rechner zu bauen), ist technisch sehr anspruchsvoll.

 

Ein Problem ist: es gibt kaum Algorithmen, die qbit-Eigenschaften so ausnutzen können, dass ein Quantencomputer tatsächlich viel schneller ist als ein klassischer klick-klack Rechner.

 

Bis mit diesem "Megatrend" Geld verdient werden kann, ist noch ein weiter Weg.

 

 

[Halicho]

Am 29.3.2021 um 20:02 von HnsPtr:

 

 

Bis mit diesem "Megatrend" Geld verdient werden kann, ist noch ein weiter Weg.

 

 

IBM hat den ersten Rechner für über 100 Mio ans Fraunhofer Institut verkauft.

[Schildkröte]

Zitat

Auf dem Weg zur kommerziellen Nutzung der neuen Technologie haben bislang Google und IBM die Nase vorn. Während die beiden Amazon-Konkurrenten eigene Quantencomputer betreiben, nutzt AWS bislang nur einen Marktplatz externer Anbieter. Nun will die Amazon-Tochter auch direkt einsteigen.

Quelle: Computer Bild

[lowcut]

Für Interessierte ein interessanter Artikel des BSI. Sobald  Quantencomputer ein gewisses Niveau erreicht haben, werden alle aktuell eingesetzten asymmetrische Verschlüsselungsalgorithmen quasi wertlos.

 

https://www.bsi.bund.de/DE/Themen/Unternehmen-und-Organisationen/Informationen-und-Empfehlungen/Quantentechnologien-und-Post-Quanten-Kryptografie/Quantenkryptografie/quantenkryptografie_node.html

[chirlu]

vor 41 Minuten von lowcut:

asynchronen Verschlüsselungsalgorithmen

 

Korrektur: asymmetrische Verschlüsselungsverfahren.

[lowcut]

vor 50 Minuten von chirlu:

 

Korrektur: asymmetrische Verschlüsselungsverfahren.

Danke. 

[aktiendealer]

Wollte einfach mal meine Meinung dazu sagen.

Für Quantencomputer wurde schon sehr viel versprochen: Verschlüsselungen knacken, sehr aufwendige Algorithmen viel schneller berechnen und so weiter. Realisiert wurde davon bisher gar nichts und wird es meiner Meinung nach auch nicht werden.

Ich habe Q# programmiert und mir das Datenmodell eines Quantencomputer angesehen. Man baut ein logic gate und dann misst man, ob es immer 0 zurück gibt oder 0/1.

Das Datenmodell ist einfach absurd und zu nix zu gebrauchen. Ja ich weiß, morgen ist der große Durchbruch. Das sagen sie schon Jahre lang.

Wenn du nach einem revolutionären Fortschritt Ausschau hältst, dann sieh dir lieber KI an. Da ist der Durchbruch nämlich bereits gelungen.

[lowcut]

Wenn Quantencomputer so unrealistisch sind, könnte man jam klären warum das sich das BSI schon 2021 mit dem Thema Quantenkryptografie und deren Folgen beschäftigt hat.

 

https://www.bsi.bund.de/DE/Service-Navi/Presse/Alle-Meldungen-News/Meldungen/Leitfaden_quantensichere_Kryptografie_211216.html

 

Im Bereich KI gibt es keinen wirklichen Durchbruch, außer dass jeder Hersteller von Hardware oder Software seit Jahren auf sein Geräte KI Inside pappt obwohl der Inhalt nichts mit KI zu tun hat.

[chirlu]

vor 45 Minuten von lowcut:

Wenn Quantencomputer so unrealistisch sind, könnte man jam klären warum das sich das BSI schon 2021 mit dem Thema Quantenkryptografie und deren Folgen beschäftigt hat.

 

Weil man auch unrealistische, aber im Eintretensfall schwerwiegende Ereignisse im Blick haben muß. So wie Einschläge von großen Asteroiden.

[lowcut]

vor 9 Stunden von chirlu:

 

Weil man auch unrealistische, aber im Eintretensfall schwerwiegende Ereignisse im Blick haben muß. So wie Einschläge von großen Asteroiden.

Meines Wissens sind Alphabet und IBM schon recht weit bei der Entwicklung ihrer Quantencomputer. Von der Serienreife sind wir dort allerdings noch lange entfernt. Das Quantencomputer und auch die Quantenkryptografie schon mehr als eine wahrscheinliche Theorie sind, sollte eine Google Suche offenbaren. Zudem wird im Bereich sichere Kryptografie im Quantencomputer Zeitalter ebenfalls schon seit Jahren geforscht und hat einige interessante Entwicklungen hervorgebracht.

 

Meiner Meinung nach ist eine Investition in Quantencomputer zur Zeit nur bei einem der großen Mitspieler wie Alphabet oder IBM sinnvoll.

[basti_]

vor 3 Stunden von lowcut:

Meines Wissens sind Alphabet und IBM schon recht weit bei der Entwicklung ihrer Quantencomputer. Von der Serienreife sind wir dort allerdings noch lange entfernt. Das Quantencomputer und auch die Quantenkryptografie schon mehr als eine wahrscheinliche Theorie sind, sollte eine Google Suche offenbaren. Zudem wird im Bereich sichere Kryptografie im Quantencomputer Zeitalter ebenfalls schon seit Jahren geforscht und hat einige interessante Entwicklungen hervorgebracht.

 

Meiner Meinung nach ist eine Investition in Quantencomputer zur Zeit nur bei einem der großen Mitspieler wie Alphabet oder IBM sinnvoll.

Was genau meinst du den mit "recht weit".

 

Wo findet man zu dem Thema den wirklich gute Informatinen für Laien? Ich hatte das immer so verstanden, wenn man mal einen funktionierenden Quantencomputer hat, dann hätte man Probleme mit der heutigen Kryptographie, dh nichts wäre mehr "sicher".

Es dürfte somit ein gewisses Interesse von zB Geheimdiensten/Staaten bestehen die Existenz eines funktionierenden Quantencomputer geheim zu halten.

 

Das letzte was ich zu Quantencomputer aufgeschnappt hatte war, dass man Quantencomputer auf Rechnern simuliert und diese dann (theoretisch) bestimmte Aufgaben deutlich schneller erledigen. Also zB statt 10.000 Jahren Rechenzeit nur ein paar Stunden.

[lowcut]

Soweit mir bekannt ist, haben beide schon funktionierende Quantencomputer in ihren Forschungsabteilungen stehen. Vielleich auch andere große IT Konzerne. Vom technischen Stand her so wie der PC auf Röhrenbasis in den 1950ern. Mein Informationsstand dazu ist allerdings schon 2-3 Jahre alt und die beiden könnten schon weiter sein.

Im allgemeinen geht man davon aus, das ab einer gewissen Rechenleistung der Quantencomputer asymmetrische Verschlüsselungen nicht mehr als sicher einzustufen sind und symmetrische Verschlüsselungen nur noch mit einer wesentlich höheren Schlüssellänge als sicher gelten. Hier ist natürlich auch viel Theorie und Grundlagenforschung drin, die teilweise in Simulationen bewiesen wurden. In wieweit die Simulationen der Realität von Quantencomputern der Zukunft entsprechen, kann man schwer einschätzen.

Ich kann allerdings sagen, das man im IT-Security Bereich das Thema sehr ernst nimmt.

[Tradeoff]

Gibt noch mehr Anwendungsfälle, bspw. Das traveling salesman problem. QC wird Optimierungen sehr gut durchführen können, auf Basis komplexerer Modelle als heute. Riesen Geschäftsfeld.

[slowandsteady]

https://www.forbes.com/sites/arthurherman/2022/05/19/waging-war-on-quantum/

 

Wie vieles was zu gut klingt um wahr zu sein, sind auch Quantencomputer nicht magische Wunderwaffen. Ich würde nicht investieren. Das ist Grundlagenforschung, vielleicht faellt in 50 Jahren was nuetzliches raus, vielleicht bleibt es auch fuer immer eine Fantasie.

 

Am 2.11.2022 um 12:28 von basti_:

Ich hatte das immer so verstanden, wenn man mal einen funktionierenden Quantencomputer hat, dann hätte man Probleme mit der heutigen Kryptographie, dh nichts wäre mehr "sicher".

Man hat ein Problem mit den heute verwendeten hocheffizienten asymetrischen Algorithmen wie RSA oder DHE. Es gibt aber schon "Post-Quantum-Kryptographie" und Algorithmen, die man mit geringfuegigen Nachteilen ersetzen koennte. Man muesste dann zB 10.000 Bytes statt 32 uebertragen, braucht etwas mehr (klassische) Rechenleistung und ausserdem sind die Algorithmen noch nicht genau genug untersucht, sodass sie sogar so unsicher sein koennten, dass sie auch mit herkoemmlichen Computern gebrochen werden, so geschehen mit SIDH. Die quanten-sicheren Algorithmen haben also aktuell nur Nachteile. Aber ein grosses Problem ist es nicht man braucht halt ein paar Jahre um alle Protokolle umzustellen, das wars. OpenSSH unterstuetzt es sogar schon optional heute.

 

Das das NIST und vllt. auch das BSI aktuell einen Wettbewerb ueber Post-Quantenkryptographie machen, ist erstmal nur Vorsicht - niemand erwartet eine wirkliche Gefahr fuer IT Systeme, aber wenn es soweit kommt ist es gut schon was vorbereitet zu haben.

 

Am 24.8.2021 um 22:19 von Schildkröte:

Auf dem Weg zur kommerziellen Nutzung der neuen Technologie haben bislang Google und IBM die Nase vorn.

Das was von den Marketingabteilungen von IBM oder anderen oft als "Quantencomputer" bezeichnet wird, hat mit einem klassischen, universellen Quantencomputer nichts zu tun. Insbesondere kann keiner der existierenden Quantencomputer die Faktoren von 2^1277-1 (eine Mersennezahl ohne bekannte Faktoren) berechnen, eine Aufgabe die deutlich leichter ist als die Faktoren eines beliebigen RSA-Keys mit 2048bit zu berechnen.

 

Quantencomputer faellt in die gleiche Kategorie wie "Wir besiedeln den Mars"-Fantasien. Es ist einfach "Marketing" und nichts dahinter. Bevor man den Mars besiedelt, sollte man erstmal die Wueste Gobi oder den Mariannengraben besiedeln, beides sind deutlich lebensfreundlichere Orte als der Mars. Und genauso sollte ein Quantencomputer erstmal 2^1277-1 faktorisieren, den das ist mit klassischen Computern naemlich nicht moeglich. Wenn das geschafft ist, dann kann man ueberlegen, in solche Projekte zu investieren - vorher ist es nur Marketing-Blabla.