Am Montag gibt das Forschungszentum Jülich mit D-Wave Systems den Startschuss für das erste Quantencomputer-System mit mehr als 5000 Qubits außerhalb Nordamerikas. Der neue Quantenannealer ist Teil der Jülicher Nutzerinfrastruktur für Quantencomputing (JUNIQ), die Forschenden in Deutschland und Europa seit Herbst 2019 Zugriff auf verschiedene Quantensysteme ermöglicht.
Das D-Wave-System benötigt eine Notstromversorgung
Ein Stromausfall würde dazu führen, dass sich das System erwärmt und aus dem – für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlichen – kryostatischen Zustand gerät. Die Ausfallzeit, um das System wieder abzukühlen und neu zu initialisieren, könnte mehr als einen Monat betragen. Eine Notstromversorgung ist daher unerlässlich. Sie wird durch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) und einen Dieselgenerator sichergestellt.
Der „Quantengenerator“ ist in natura ein recht langweiliger Kasten. Dass es aber auch anders geht, beweist dieses Video. Es nutzt das Generatorgebäude als Leinwand für animierte Grafiken, die Themen der Quantenwelt aufgreifen. Einige Animationen hat Kristel Michielsen vom Jülicher Supercomputing Centre im Folgenden erklärt.
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Schrödingers Katze (Lebendig/Tot): In der Quantenmechanik ist Schrödingers Katze ein Gedankenexperiment, das ein Paradoxon der Quantensuperposition veranschaulicht. In diesem Gedankenexperiment kann die Katze gleichzeitig tot und lebendig sein. In einem Quantencomputer können die Qubits gleichzeitig 0 und 1 sein, bis sie ausgelesen werden. Dann misst man 0 oder 1.
Guitarre als Quantenschaltkreis: In einem Quantenschaltkreis, stellen die horizontalen Linien die Qubits dar. Bei der Gitarre stellen die Saiten also die Qubits dar. Die Symbole in einem Quantenschaltkreis stellen die Quantengatter dar. Die Gatter bilden einen Algorithmus. Die Gatter werden von links nach rechts ausgeführt. Die Quantengatter sind auf der Gitarre als Noten dargestellt. Die Noten erscheinen also von links nach rechts auf der Gitarre.
Zwei Spalten Experiment: Eines der grundlegendsten Experimente der Quantenphysik ist das Ein-Teilchen Doppelspaltexperiment. Bei Zwei-Spalt-Experimenten mit einzelnen Photonen zeigen die experimentellen Ergebnisse ein teilchenähnliches Verhalten von Photonen und einen wellenmechanischen Charakter der Photonenmenge (Interferenz). Die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern beruht auf zwei Eckpfeilern der Quantenmechanik, nämlich Interferenz und Verschränkung.
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