Ein riesengroßes Dankeschön, dass Ihr die Anregung aufgegriffen habt! Ein bisschen weiter bin ich schon… z.B. was das „Beobachten“ betrifft. Es handelt sich da ja nicht im ein „Hinsehen“ (das keinen Effekt hätte) sondern eine Messung, zb mit Licht. Teilchen oder Wellen werden zum Quant geschickt und natürlich tut sich dann was. Leider ergeben sich dann wieder neue Fragen… Wenn meine Messwelle das Quant trifft uns es dann einen eindeutigen Zustand aufweist, warum hatte es dann vorher keinen? Mit „alle gleichzeitig“ tue ich mich noch sehr schwer… auch würde ich gerne verstehen, wie man mit Quanten rechnen kann. Wie sieht Code für QC aus? Mal sehen, was ich bei der Konferenz herausfinden kann 
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@Wolfgang -
Das ist ein sehr interessanter Beitrag. Die wenigsten haben eine Vorstellung von „so einem Quantencomputer“.
Eine geringfügige ‚Orientierung‘ zu diesem Thema ist jedenfalls sehr viel wert.
Danke!
Es ist wie in deinem Beispiel mit der Nadel im sehr großen Heuhaufen. Wir wissen noch nicht wo sie liegt, doch wir erhalten eine Information in welcher Ecke sie zu finden ist.
Im Folgenden habe ich unsortiert und unkommentiert einige Passagen des Beitrags herausgeschnitten, die eine meiner Fragen berühren, welche ich schon seit einigen Jahren mit mir ‚herumtrage‘.
Es geht um die Gegenüberstellung des menschlichen Geistes mit der Tüchtigkeit eines Quantencomputers.
Es existieren bereis viele Arbeiten um das Thema Geist und Quantenphysik.
Meine Frage:
Da ich mir vorstellen kann, dass ihr, @Wolfgang, @Jan_Goetz und @Markus_Braun und andere auch, nicht um Parallelen und Vergleiche zum menschlichen Geist herumkommt, bin ich begierig darauf zu hören, was eure persönlichen Gedanken und Visionen zu diesem Vergleich sind!
Oder ist es angebrachter, diese Frage mit der Eröffnung eines neuen Themas an anderer Stelle zu eröffnen?
Ich bin gespannt…
Hier die Zusammenstellung einiger Gedanken aus dem Beitrag:
Hi @Ronit, es ist immer gefährlich, die Zukunft vorherzusagen und ich will mich hier auch nicht zu weit aus dem Fenster lehnen. Für Quantencomputing sollte man auch wissen, dass die Quantenmechanik die Zufälligkeit (Quantenfluktuationen) intrinsisch eingebaut hat, so dass eine exakte Vorhersage unmöglich wird. Des Weiteren kann man das Superpositionsprinzip auch so interpretieren, dass beide Zustände eines qubits (0 und 1) parallele Wege in zwei Welten nehmen (Stichwort multiple Universen, Feynman’s Pfadintegrale) was die Frage aufwirft in welchem dieser Universen man sich dann am Ende befindet. Du siehst, das ganze wird leicht philosophisch.
Wobei ich mir aber ziemlich sicher bin ist, dass ein Quantencomputer enorm helfen wird, die Welt zu verstehen. Es gibt da zum einen physikalische Phänomene wie die Supraleitung die schon seit 100 Jahren bekannt ist aber bei denen noch eine geschlossene Theorie fehlt. Aber auch bei der von dir angesprochenen menschlichen Aktivität gibt es im Bereich komplexer Netzwerke (Gehirn) sicherlich einiges was wir von einem Quantencomputer lernen könnten.
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Hi @fhohenauer, was genau beim Messen mit dem Quantenzustand passiert ist immer noch ein heiß diskutiertes Thema, welches sich unter dem Begriff Measurement Problem zusammenfassen lässt. Darüber wird schon seit Jahrzehnten herrlich gestritten und am Ende gibt es oft das Zitat „Shut up and calculate“ von David Mermin.
Man muss hier etwas genauer verstehen, dass das Quantensystem sich nicht in ZWEI Zuständen gleichzeitig befinden kann, sondern in EINEM Überlagerungszustand ist. Diese Überlagerung kann man sich beispielsweise so vorstellen, dass der Quantenzustand 50% des einen Basiszustandes 0 und 50% des anderen Basiszustandes 1 enthält. Es ist aber auch jede andere „Mischung“, zB 30% zu 70%, 99% zu 1% etc möglich. Das Problem ist, dass man mit einer Messung nur Zugang zu den „reinen“ Zuständen 0 oder 1 hat. Dh bei jeder Messung muss sich das Quantensystem entscheiden ob es 0 oder 1 ist. Das nennt man eine „Projektion auf die Basiszustände“. Wenn ich jetzt viele Messungen mache und danach den Mittelwert bilde, werde ich genau dieses oben beschriebene „Mischungsverhältnis“ als Wahrscheinlichkeitsverteilung erhalten.
Code für Quantencomputer kannst du dir hier ansehen. Erstaunlicherweise wird quantum code oft noch in dieser notenartigen Darstellung abgebildet (Shor’s algorithm):
Hi @lifequest, ich bin mir nicht sicher ob ich genau verstehe was du damit meinst, insbesondere mit dem Begriff „menschlicher Geist“. Grundsätzlich ist es gut zu wissen, dass ein Quantencomputer nur bei ganz bestimmten mathematischen Problem einen Vorteil erzielen kann. Dh für viele „einfache“ Berechnung bringt es nichts, einen Quantencomputer zu verwenden. Die unten stehende Tabelle fasst die mathematischen Klassen zusammen, die in diesem Artikel beschrieben werden.
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Ich glaube, in diesem Fall ist weniger die „Art“ des Computers das Hindernis, sondern der Speicher und die Rechenpower. Denn hierbei würden derart viele Variablen anfallen, dass es nahezu an eine Unmöglichkeit grenzt: Um menschliche Aktivitäten und deren möglichen Entscheidungen zu berechnen, müsste bis hinab auf die atomare Ebene berechnet werden – die einzelnen elektrischen Signale, die das Gehirn erreichen, die Photonen, die das Auge treffen und wahrgenommen werden.
Alleine um das Leben eines Menschen einigermaßen akkurat zu berechnen und vorherzusagen, bräuchte es wohl ein Matrjoschka-Gehirn – womit wir witzigerweise wieder bei der Dyson-Sphäre wären XD
Dennoch ist es eine interessante Vorstellung. Kennst du zufällig den Roman Die vierte Zwischeneiszeit von Kōbō Abe?
@Michael …ich musste da an die sehr alte Kurzgeschichte, witzigerweise von Jostein Gaarder denken, der Zeitscanner, und cixin liu hat ja mit ‚der spiegel‘ auch ein Werk geschrieben das dem recht nahe kommt.
Die vierte Zwischeneiszeit von Kōbō Abe, kenne ich nicht…aber lass mal hören, oder eine Lese-Empfehlung?
ich würde mich am liebsten klonen, und eines meiner Ichs sollte die ganzen Jahre über lesen.
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@Ronit, deine drei Fragen lassen den Blick auf eine Entfernung weit hinter der Zukunft vermuten. Das ist zwar kein Koan, doch zu ihrer Beantwortung müssen wir unseren Geist von den Fesseln kausalen Denkens befreien.
Ich versuche es einmal:
Die gesamte Welt simulieren wird, selbst wenn es möglich werden würde, niemals für ein Orakel tauglich sein, weil sie, wie alles Lebendige, im steten Wandel ist und sich augenblicklich erneuert. Dann ist sie auch noch von allen Vorgängen im Kosmos abhängig.
Das gleiche gilt ebenso für alle menschlichen Aktivitäten.
Der Blick auf unsere Herkunft und jene unserer Welt lässt eher die Weissagung eines Orakels zu. Siehe auch:
Die Vergangenheit der Zukunft
So geht es mir auch. Das Leben selbst weiß nicht wo es hingeht, es geht einfach…
Allerdings hege ich keine große Scheu vor philosophischen Betrachtungen zu definierten, speziellen wissenschaftlichen Themen.
Die meisten, wenn nicht alle ‚unsterblichen Größen der Wissenschaft‘, denen wir unsere Errungenschaften auf allen Gebieten verdanken, waren gleichsam auch Philosophen. Oft ist die Philosophie für unsere Wissenschaft richtungsweisend.
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Selbst ich bin mir nicht sicher was genau ich mit dem Begriff „menschlicher Geist“ meine, weil ich den Eindruck gewonnen habe, dass mit ihm alles möglich ist, sogar das Unvorstellbare. Damit ist eigentlich gesagt, dass ein Vergleich, den ich angesprochen habe, gar nicht möglich ist.
Die Tabelle der mathematischen Klassen hat mein Verständnis für das Gebiet „Quantenkomputer“ erweitert - danke dafür!
Frage:
Was verändert sich in bezug auf künstliche Intelligenz, selbstlernende Systeme durch einen möglichen Einsatz des Quantenkomputers? Gilt auch hier deine Aussage: „…, dass ein Quantenkomputer nur bei ganz bestimmten mathematischen Problem einen Vorteil erzielen kann…“?
Jostein Gaarder, oh, da hab ich ganz dunkle Erinnerungen, dass ich da mal den Kurzgeschichtenband mit der Story in der Hand hatte. Kann jedoch gar nicht so lange her sein.
Die vierte Zwischeneiszeit von Kōbō Abe ist eine Leseempfehlung – aber mit Einschränkung. Ist nämlich schon etwas sehr bizarr, mit schrägen Wendungen, einigen bizarren Logiklöchern und allzu abgehobenen Gedankengängen. Sonst sollte man aber unbedingt mal irgendwas von Kōbō Abe gelesen haben. Am besten Der Schachtelmann .
Mittlerweile ist mir auch die Story eingefallen, die ich eigentlich erwähnen wollte, deren Name mir aber einfach nicht in den Sinn kam. Und zwar Paycheck von Philip K. Dick aus dem sie auch einen grausig schlechten Film mit Ben Affleck gemacht haben. In dem wird ein Informatik- und Ingenieursgenie angeheuert, um eine Maschine zu bauen. Nachdem er fertig ist, wird seine Erinnerung gelöscht. Aber er hat sich davor selbst ein Paket zugeschickt, um herausfinden können, was er getan hat. Und das war eine Maschine zu bauen, die bis zu einem gewissen Punkt in die Zukunft schauen kann – womit er sich auch die Gegenstände zukommen ließ, die er brauchte, um Hindernisse zu überwinden. Beispielsweise ein Busticket, um der Polizei zu entkommen, oder einen Draht, um ein Auto zu knacken.
Auch empfehlenswert in dem Kontext: Das Licht ferner Tage von Arthur C. Clarke, in dem Miniwurmlöcher genutzt werden, um in die Vergangenheit zu schauen – unter anderem, um herauszufinden, ob Jesus wirklich am Kreuz gestorben ist.
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Und die Reise beginnt! Gratulation @jannemann zu dieser für Europa sehr einzigartigen Finanzierungsrunde:
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@lifequest Es gibt durchaus viel Hoffnung auf Anwendungen im Quantum Machine Learning:
"Quantum machine learning also extends to a branch of research that explores methodological and structural similarities between certain physical systems and learning systems, in particular neural networks. For example, some mathematical and numerical techniques from quantum physics are applicable to classical deep learning and vice versa.[22][23][24] Finally, researchers investigate more abstract notions of learning theory with respect to quantum information, sometimes referred to as „quantum learning theory“.
Dieses Zitat stammt direkt aus dem verlinkten Wikipedia Artikel. Da ich allerdings kein Fachmann in Machine Learning und auch nicht in Neural Networks bin, kann ich hier auch nur das nachplappern was andere sagen und schreiben. Mein Fachgebiet ist da doch zu sehr die Hardware um genauere Aussagen über die spezifischen Einsatzmöglichkeiten eines Quantencomputers im Bereich AI zu machen.
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Danke @jannemann für die Links.
Ich werde erst einmal die Literaturliste ins Visier nehmen.
Da tut sich in der Tat so einiges. Ein hoch spezialisiertes Gebiet. Es werden sich nicht so viele Ansprechpartner finden.
Mit einem chinesischen Spruch ausgedrückt:
Das was du suchst, ist durch Suchen nicht zu finden und doch finden es nur Sucher. 
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Vielen vielen Dank! In dem Kommentar stehen genau die Hinweise, die mich in meiner laienhaften Suche nach Erkenntnis weiterbringen.
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Lasst das Thema gerne weiterspinnen und evtl eine Magazin-Serie basteln. Was denkt ihr dazu:
(Also test the Quiz )
Gute Nachrichten! Es gibt @jannemann alias Jan Goetz jetzt auch als Video! Hier ist seine Keynote auf der 1E9-Konferenz.
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Google Quantumforscher haben aktuell ein Paper rausgebracht, in dem sie ein konkretes noisy qubit setup betrachten und die RSA 2048 Bit Standardverschlüsselung um 2 Größenordnungen schneller lösen: Es braucht „nur“ noch 20.000.000 qubits mit bestimmer Spezifikation:
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Google claims to have reached quantum supremacy
„Das ist in etwa wie der erste Flug der Gebrüder Wright einzuordnen“ https://www.technologyreview.com/f/614416/google-researchers-have-reportedly-achieved-quantum-supremacy/ :
How significant is this milestone? Very. In a discussion of quantum computing at MIT Technology Review’s EmTech conference in Cambridge, Massachusetts this week before news of Google’s paper came out, Will Oliver, an MIT professor and quantum specialist, likened the computing milestone to the first flight of the Wright brothers at Kitty Hawk in aviation. He said it would give added impetus to research in the field, which should help quantum machines achieve their promise more quickly. Their immense processing power could ultimately help researchers and companies discover new drugs and materials, create more efficient supply chains, and turbocharge AI.
But, but: It’s not clear what task Google’s quantum machine was working on, but it’s likely to be a very narrow one. In an emailed comment to MIT Technology Review, Dario Gil of IBM, which is also working on quantum computers, says an experiment that was probably designed around a very narrow quantum sampling problem doesn’t mean the machines will rule the roost. “In fact quantum computers will never reign ‘supreme’ over classical ones,” says Gil, “but will work in concert with them, since each have their specific strengths.” For many problems, classical computers will remain the best tool to use.
Auch wenn das über Quantencomputer hinaus geht (vielleicht kann man das Quantum-affecting-the-real-world-Fass aufmachen) möchte diesen aktuellen Artikel teilen:
Die Frage ob Prozesse, die wir in der Biologie kennen (und noch vielleicht noch nicht kennen), in der Lage sind Quanteneffekte zu nutzen ist lange so im Raum gestanden. Es scheint also, dass sich auch hier was tut, was die Perspektive auf die Welt der klassischen Physik, wie wir sie erleben, stark verändern dürfte. Wo überhaupt gibt es die Grenze Quanten- / klassische Physik? Oder: wie breit ist der „Grenzstreifen“ und wie verläuft der?