THEMA:

Dem Technik- und Informationskonzern IBM ist es gelungen, einen Quantenrechner mit 127 Qubits zu realisieren. Aber was bedeutet das? Ist das ein großer Schritt?

Auf Urknall Weltall und das Leben gibt es einen sehr interessanten Artikel dazu:

urknall-weltall-leben.de/news/durchbruch...encomputing-984.html


Zudem gibt es dort in der Wissensbox einen Artikel über Quantencomputing:

urknall-weltall-leben.de/images/download...g---Artikel%20QC.pdf


Was denkt Ihr über Quantencomputing? Tatsächlich eine kommende Revolution oder überschätzt?

Quantencomputing finde ich sehr interessant, mal ganz unabhängig davon, ob es einen großen Nutzen hat oder nicht. Die Vorstellung, dass auf kleinster Ebene der pure Zufall zu regieren scheint, ist irgendwie faszinierend.

Was ich dabei bis jetzt nicht verstehe ist, warum die Simulation von Quantenbits mit Überlagerungszustand und/oder Verschränkung durch herkömmliche Technik so besonders aufwändig sein soll. Wenn die Wahrscheinlichkeitsfunktion doch so gut verstanden ist, warum dann nicht einfach einen guten Zufallsgenerator zum Auslesen eines konkreten Quantenzustands benutzen? Ist das Ergebnis für QBit A zufällig 0, dann setzt man das verschränkte QBit B eben auf 1 und umgekehrt. Das ist wohl zu einfach, aber warum?

So würde ich das angehen, und schon hätte man Simulationen für viele Quantenexperimente: Einfach die bekannten Gesetze der QM einprogrammieren und TRNGs verwenden. (TRNG = True Random Number Generator = Echter Zufallszahlengenerator)

Gemäß Kopenhagener Deutung ist ein Quantenobjekt durch die Psi-Funktion vollständig beschrieben. Wenn das stimmt, dann sollte es mit Hilfe von TRNGs simulierbar sein.

ClausS schrieb:

Zudem gibt es dort in der Wissensbox einen Artikel über Quantencomputing:
urknall-weltall-leben.de/images/download...g---Artikel%20QC.pdf

Der Artikel enthält anscheinend mindestens einen Fehler.

1. Auf Seite 4 steht zur verwendeten bitweisen Addition (Hervorhebung von mir):

Es gilt: 0 + 0 = 1, 1 + 0 = 1, 0 + 1 = 1, wie gewohnt, aber man definiert 1 + 1 = 0.

Die Gleichung in rot müsste wohl lauten: 0 + 0 = 0.

2. Auf Seite 5 steht H|0⟩ = \(\frac{1}{\sqrt{2}}\)(|0⟩ + |1⟩) und H|1⟩ = \(\frac{1}{\sqrt{2}}\)(|0⟩ - |1⟩), und schließlich

\( H|0⟩ H|1⟩ = \frac{1}{2}(|0⟩ + |1⟩)(|0⟩ + |1⟩) \) (A)

Wo ist das negative Vorzeichen von H|1⟩ geblieben? Kann das jemand erklären?

Und letzteres soll dann durch Ausmultiplizieren

\( H|0⟩ H|1⟩ = \frac{1}{2}(|00⟩ + |10⟩ − |01⟩ − |11⟩) \)

ergeben, wo wieder negative Vorzeichen vorkommen.

Müsste Gleichung (A) denn nicht H|0⟩ H|1⟩ = \( \frac{1}{2}\)(|0⟩ + |1⟩)(|0⟩ - |1⟩) lauten?

Punkt 2 mit der Rechnung von Seite 5 ist vielleicht korrekt, aber Punkt 1 doch sicher nicht. Typisch Mathematiker? Sagt a, meint b, schreibt c, und richtig gewesen wäre d?

Ich denke, dass Du zwei Fehler gefunden hast.

Claus schrieb: Dem Technik- und Informationskonzern IBM ist es gelungen, einen Quantenrechner mit 127 Qubits zu realisieren. Aber was bedeutet das? Ist das ein großer Schritt?

Auf jeden Fall! An der Börse sind die Plätze/Orte nah der Wallstreet für die schnellsten Rechner umkämpft.... Die Geheimdienste werden über "Sendungen" erfreut sein, die beim "Knacken" ihre Information verlieren. Bis QC die herkömmlichen binären Computer ersetzen, bis sie marktfähig sind, vergeht bestimmt noch reichlich Zeit aber wer weiß, bei den "Herkömmlichen" ging es auch extrem schnell bis (fast) jeder einen hatte, obwohl man - auch - überlegt hatte, ob "wirklich jeder" einen Rechner kaufen würde...
Zeit ist Geld. Deshalb wird der schnellere QC einen Siegeszug antreten lt. IT Experten... die klassischen Computer "im Staub zurücklassen" - Weedbrock - siehe

umwelt-wissenschaft.de/forum/neues-aus-d...e-bohm-theorie#97636

Mondlicht schrieb:

Die Geheimdienste werden über "Sendungen" erfreut sein, die beim "Knacken" ihre Information verlieren.

Was meinst Du denn damit? Es sieht so aus, als ob Du da etwas mit der Verschränkung verwechselt und dies auch noch missverstanden hast.

Mondlicht schrieb:

die klassischen Computer "im Staub zurücklassen"

Qantencomputer müssen besonders programmiert werden, um die Vorteile zu nutzen. Natürlich kauft man keinen PC mit veralteter Technik (sofern dies keine Preisfrage mehr ist). Doch kaufen sich nur Freaks jede Woche das neueste Modell. Jedenfalls sind die üblichen Büro-Anwendungen für den Quantencomputer nicht geeignet. Ich benütze eigens einen Simulator, um meine alten DOS-Interpreter weiter nutzen zu können, die Programme dafür (selbst geschrieben) besitzen alle Funktionen, die ich benötige, und laufen schneller als jedes moderne neue Programm.

Hi Rainer!

Glaubt man Seth Lloyd vom Massachusetts Institute of Technology / MIT, steht die Quantencomputer-Szene gerade kurz vor einem goldenen Zeitalter.

www.quantencomputer-info.de/quantencompu...uer-quantencomputer/
- Simulationen für Natur- und Ingenieurswissenschaften (Physik, Materialforschung, Quanten-Chemie, Quanten-Biologie)
- Optimierung (Logistik, Finanzwirtschaft, …)
- Künstliche Intelligenz und Machine Learning
- IT-Beratung
- Energieeinsparung ODER
- Kryptographie

Post-Quanten-Kryptographie bezeichnet ein Teilgebiet der Kryptographie, das sich mit kryptographischen Primitiven befasst, die im Gegensatz zu den meisten aktuell verwendeten asymmetrischen Kryptosystemen selbst unter Verwendung von Quantencomputern praktisch nicht zu entschlüsseln sind. Wikipedia

vs

Code-knackende Quantencomputer kommen näher
Bislang ging man davon aus, dass verbreitete Verschlüsselungen noch mehrere Jahrzehnte lang vor Quantencomputern sicher seien. Nach neuen Erkenntnissen könnte es aber schon viel früher so weit sein.
Mit Quantencomputern aber könnte sich das ändern. Diese Maschinen sind weitaus leistungsfähiger als klassische Computer und dürften grundsätzlich auch Verschlüsselungen problemlos knacken können. Das wirft eine bedeutende Frage auf: Wann werden Quantencomputer so stark sein, dass das tatsächlich möglich ist? Anschließend wäre davon auszugehen, dass jegliche mit heutiger Verschlüsselung gesicherten Daten nicht mehr sicher sind.

www.heise.de/hintergrund/Code-knackende-...-naeher-4441160.html

Was für dieses "goldene Zeitalter" spricht (oder nicht)
Hyperion-Analyst Bob Sorensen zum Quantencomputing Quanten-Überlegenheit ist Theorie und zweitrangig, die Schnelligkeit zählt... Er sieht die übergroße Zahl von Anwendern Quantenrechner weniger als Weg in totales IT-Neuland, sondern eher als interessante Variante innerhalb von High-Performance-Computing.
Ganz im Gegensatz zu diesem regelrechten Forschungswettrüsten sieht der Hyperion-Analyst aber noch keine wirklich zwingenden Business Cases und finanziellen Vorteile für das Quantencomputing.
Der Markt wächst, ist aber noch wenig stabil. Die meisten der Quantenrechner-Anwender sind also (zumindest was die Ergebnisse der Hyperion-Umfrage betrifft) eher nüchtern in ihren Erwartungen.
Gleichwohl wächst der Quantencomputing-Markt nach den Erhebungen von Sorensen von 320 Millionen Dollar im Jahr 2020 auf rund 830 Millionen Dollar im Jahr 2024. Der Push durch die weltweiten Regierungsprogramme sei gewaltig. Die übergroße Zahl der Anwender setzt dabei auf den Cloud-Zugang für Quantenrechner-Kapazitäten, wie ihn IT-Schwergewichte wie Microsoft, Amazon, Google oder Alibaba bieten.

www.datacenter-insider.de/quanten-ueberl...it-zaehlt-a-1045963/

Rainer schrieb:

Ich denke, dass Du zwei Fehler gefunden hast.

Die Fehler wurden korrigiert und das PDF wird bald ausgetauscht.

ClausS fragte #97595:„Dem Technik- und Informationskonzern IBM ist es gelungen, einen Quantenrechner mit 127 Qubits zu realisieren. Aber was bedeutet das? Ist das ein großer Schritt?“

„Wenn man verstehen will, was diese Quantencomputer mit mehr als hundert Qubits leisten können,
gibt es nur einen Weg, man muss sie benutzen.“
[Darío Gil, Senior Vice President und Direktor von IBM Research auf dem IBM Gipfel zu Quantum Computing 2021]

The IBM Quantum Summit 2021 | Darío Gil, Senior Vice President and Director of IBM Research (7 min 42 sec)


Wie kann man als Privatperson einen Quantencomputer benutzen?
Quantencomputer werden als Cloudangebot zur Verfügung gestellt.
Als beliebte Programmiersprache für Quantencomputer hat sich IBMs Python-API „Qiskit“ für herkömmliche Computer heraus kristalisiert. Die Hersteller von Quantencomputern stellen hierfür eine Programmierschnittstelle (häufig nur kurz API genannt) zur Verfügung.
Der IBM Quantencomputer wird darüber von einem lokalen herkömmlichen Arbeitsplatzrechner ferngesteuert. Das fertige Programm wird über die Programmierschnittstelle (API) an den IBM Quantencomputer gesendet, der den Programmauftrag in eine gemeinsame Warteschleife für den Quantencomputer stellt. Sobald die nötigen Ressourcen frei sind, führt der Quantencomputer das Quantenprogramm aus und sendet das Ergebnis an den lokalen Arbeitsplatzrechner zurück.

...hier ein Beispiel "erste Schritte zur Programmierung von Quantencomputer" aus einem früheren Forumsbeitrag:
umwelt-wissenschaft.de/forum/6-quantenme...he-art?start=0#73855

Prof. Seth Lloyd, US-amerikanischer Informatiker und Physiker am renommierten MIT (Massachusetts Institute of Technology) sagt, dass das Universum selbst ein riesiger Quantencomputer ist und sich selbst und seine eigene Entwicklung berechnet.

Das folgende kurze Interview (2 min 14 sec) wurde bereits im November 2010 am Institut für Quanteninformatik der Universität Waterloo aufgenommen.

Seth Lloyd über das Universum als Quantencomputer

„Wenn wir Quantencomputer bauen, ist es nicht so, dass wir bei Null anfangen und sagen: "Oh, wir haben diese dummen Qubits und sie können nicht rechnen, wir müssen sie zum Rechnen bringen"... ähm... so funktioniert das nicht, es ist eher so, dass das Universum selbst bereits die ganze Zeit Informationen auf dieser mikroskopischen Ebene verarbeitet, und wenn wir einen Quantencomputer bauen, kommen wir dazu und greifen in die laufenden Berechnungen ein mit dem Ziel, etwas zu berechnen, was wir gerne hätten, anstatt das, was normalerweise berechnet würde.
Also ja, ich meine, wenn man sich vorstellt, dass wir beim Bau eines Quantencomputers einfach auf produktive Weise an einer größeren Berechnung teilnehmen, dann ist das eine schönere Art zu denken als zu sagen, dass wir das Universum zwingen, auf mikroskopischer Ebene etwas zu berechnen. Wir nehmen also an der quantenmechanischen Informationsverarbeitung des Universums teil eher als das Universum zum Rechnen zu zwingen.“

Das folgende Video vom 03. Dezember 2021 gibt einen sehr guten und aktuellen Überblick über das Gebiet der Quantencomputer und erklärt, wie sie funktionieren, warum man sich für Quantenalgorithmen und ihren Wert begeistert, welche Anwendungen Quantencomputer haben können, einschließlich Quantensimulationen, künstliche Intelligenz und welche verschiedenen Modelle für Quantum Computing (z.B. Standard-Schaltkreismodell, adiabatic Quantencomputing, topological Quantencomputing) und physikalischen Implementierungen verwendet werden, um Quantencomputer zu bauen (z.B. superconducting devices, quantum dots, trapped ions, photons, neutral atoms).

Adiabatic and Topological Quantum Computing
Das wirklich spannende hier ist die Vorstellung von verschiedenen Modellen für Quantum Computing (z.B. Standard-Schaltkreismodell, adiabatic Quantencomputing, topological Quantencomputing).
Das adiabatische Quantencomputing hat sich zu einer wichtigen universellen Alternative zum Standard-Schaltkreismodell (Gate-Modell) von Quantencomputern entwickelt und ist ein neues Konzept für das Quantum Computing, welches dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik folgt und den minimalen Energiezustand als korrekte Antwort auf ein Problem definiert (siehe im Video ab 19 min 51 sec).

…hier auch eine Originalpublikation zum Thema „Adiabatic Quantum Computing“
Adiabatic quantum computation
Tameem Albash and Daniel A. Lidar
Rev. Mod. Phys. 90, 015002 – Published 29 January 2018
journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.90.015002

Nicht weniger interessant die anschließenden Ausführungen zu topological Quantencomputing basierend auf Majorana Zero-Mode Quasi-Particles (siehe im Video ab 22 min 07 sec).

Man hört immer nur "man kann" aber wie soll es gehen?

Gegeben ist die Zahl N=a·b, wie kann der Quantencomputer zB N=49 in die beiden Primzahlen a·b zerlegen?

Mit dem PC ist es eine lineare Aufgabe, bzw loops i ≈ exp(ln(N)) = N
for i=3 to ²√(N) step 2: if(N\i==N/i)write(i,N/i).
oder mit einer Liste der Primzahlen:
for i=1 until (N < (prim=prims(i))²): if(N\prim==N/prim)write(prim,N/prim).

Selbst wenn man eine Liste mit überlagerten Primzahlen hat, die jedesmal neu erzeugt werden müsste, ergibt die Division keinen Sinn
N/Prims(²N)

Hallo Rainer,

Zu deiner Frage, wie genau der Shor-Algorithmus (Faktorisierungsverfahren) funktioniert:
de.wikipedia.org/wiki/Shor-Algorithmus#Ablauf

Mit besten Grüßen und Wünschen,
UN

UN schrieb:

Zu deiner Frage, wie genau der Shor-Algorithmus (Faktorisierungsverfahren) funktioniert:

Danke, jedoch....

Allein dies
Quantenteil
...2. Initialisiere das erste Quantenregister
ist eine Summe über q und bedarf daher n² Operationen, weil \( n^2 \le q < 2n^2 \)

Ich hatte nur ²n/2 loops mit einem recht einfachen Vergleich.

Und ich will gar nicht erst wissen, wie aufwendig die "4. Quanten-Fouriertransformation" ist. Jedenfalls beinhaltet dies (erneut) eine Summe über ²q=n.

Am Ende muss man den gesamten Algorithmus prinzipiell auch noch eine Mehrzahl von Wiederholungen durchlaufen lassen, um sich beim Ergebnis einigermaßen sicher sein zu können. (wobei eine einfache Kontrollrechnung eigentlich ausreichend wäre)
wiki:
das heißt, wir erhalten r mit hoher Wahrscheinlichkeit nach O ( log ⁡ log ⁡ r ) Wiederholungen.

Und der ggT im klassischen Teil ist erneut eine Routine mit n loops, was mit dem Quantenteil zu multiplizieren ist, der jeweils aufzurufen ist. (keine Ahnung, was der Sinn dahinter ist) ... na gut die Wahrscheinlichkeit für einen Treffer wird mit 50% für jeden Versuch angegeben.

Das sieht für mich nach einem totgeborenen Kind aus.

Ja richtig, für praktisch relevante Aufgabenstellungen (z.B.: Entschlüsselung von asymmetrischen kryptographischen RSA Sicherheits-Verfahren) ist der Shor-Algorithmus noch nicht anwendbar, da bisher (noch) keine hinreichend großen und fehlerarmen Quantencomputer zur Verfügung stehen. Zudem ist es in der Praxis nötig, aufgrund von „noise“ (Hintergrundlärm/ Quantenrauschen) Quantenfehlerkorrekturverfahren beim Quantumcomputing zu verwenden.
Man schätzt, dass für die Faktorisierung einer RSA-2048-bit-Zahl (617 Dezimalstellen) 10 bis 100 Millionen Qubits benötigt werden (im fehlerfreien Fall wären es allerdings bedeutend weniger, nur einige tausend Qubits). Wie weiter oben beschrieben ist es IBM im Jahr 2021 gelungen, einen Quantenrechner mit 127 Qubits zu realisieren.
Jedoch bergen nicht vorhersehbare Entwicklungen wie die Entdeckung deutlich schnellerer Algorithmen oder gar Schaffung eines leistungsfähigen fehlerarmen Quantencomputers, der die Faktorisierung von Zahlen durch Verwendung des Shor-Algorithmus effizient durchführen könnte, zumindest für die mittel- und langfristige Sicherheit der verschlüsselten Daten gewisse Risiken.

Die Anzahl der Qbits war ja nicht Gegenstand meiner Betrachtung, und die mehrfache Berechnung ist ja nicht (nur) durch Fehleranfälligkeit begründet, sondern vor allem dadurch, dass kein Ergebnis berechnet wird, sondern nur ein wahrscheinliches Ergebnis ...

Nein, es ging mir nicht um praktische Probleme, sondern um die Anzahl der Loops, die ja angeblich auf ln(n) sinken soll, im Beispiel aber zumindest auf n² anzusteigen scheint. (wobei mir der Algorithmus auch noch nicht klar ist)

Wie schafft der Quantencomputer die Primzahl-Faktorisierung?

Themen: Idee der RSA-Verschlüsselung im Überblick [1:00], Algorithmus von Peter Shor zum Brechen der RSA-Verschlüsselung [2:55], Wie macht der Quantencomputer das [8:35]?

Gut, das ist das wie und warum. Aber die Anzahl der Loops wird dadurch nicht geringer. Der Vorteil soll wohl darin liegen, dass die zu verarbeitende Zahl kleiner wird, und nicht die Anzahl der Loops verringert wird.

Der Witz des GGT liegt wohl darin, dass a^r/2 ±1 wohl deutlich einfacher zu faktorisieren sein soll, so dass nur wenige Faktoren auszuprobieren sind.

Allerdings haben die üblichen Verschlüsselungen wohl Primzahlen, die etwa die halbe Stellenzahl der Schlüsselzahl besitzen. Somit muss a^r/2 zumindest diese Größe besitzen, sonst kann die gesuchte Primzahl ja kein Teiler sein.

Verdoppelt man also die Stellenlänge der Verschlüsselung, dazu benötigt man natürlich doppelt so lange Primzahlen, dann wird das Problem für den Quantencomputer genauso schwer wie es heute für den normalen Computer ist....oder nicht?

Gut aber die Arbeitsweise des Quantencomputers, mit der Überlagerung aller Zahlen 0..N wäre noch interessant....ahja, das Folgevideo läuft schon.

Rainer schrieb:

ahja, das Folgevideo läuft schon.

Interessant, er stellt die Überlagerung exakt so dar, wie ich es immer skizziert habe:
eine konkrete Richtung im Raum, also eine ganz normale vektorielle Eigenschaft,
gar nicht hidden, sondern nur partiell messbar.

Interessant auch, dass diese Eigenschaft gezielt erzeugt sowie manipuliert werden kann.

Rainer Raisch schrieb:“ ...ahja, das Folgevideo läuft schon.“

Meintest du das hier?

Das Imaginäre in der Quantenphysik und die Quanten-Fourier-Transformation.

Themen: Was sind Qubits, Superposition und Quantenphase? Warum braucht man imaginäre Zahlen in der Quantenphysik? Wie funktioniert die Quanten-Fourier-Transformation im Quantencomputer für die Primzahl-Faktorisierung? Was steckt hinter der enormen Rechengeschwindigkeit?

Ich denke, man könnte mit den klassischen Computern auch viel erreichen, wenn spezielle Hardware gebaut wird. Es gibt Probleme mit höheren Energieverbrach, geringer Geschwindigkeit=Takt und wenigen CPU-Kernen.

Einige Ideen:

• Man könnte spezielle Speicher wie RAM in CPUs wie ein Cache-Speicher ohne automatischen Ausgleich mit dem Hauptspeicher einbauen, die durch Programme gelesen und geschrieben werden können. Die Daten werden dadurch viel schneller erreichbar. Für viele Programme sind z.B. 1 GB mehr als ausreichend.

  www.computerweekly.com/de/definition/Cache-Speicher
  Cache-Speicher arbeitet 10 bis 100 Mal schneller als RAM und benötigt nur wenige Nanosekunden, um auf eine CPU-Anforderung zu reagieren.

• Spezielles RAMs mit CPUs (kleine Recheneinheiten) zusammen (meine Idee/Erfindung): Auf einem RAM-Karte auch viele (tausende) CPUs wie Grafikkarten-Shader einbauen, die auf bestimmte RAM-Speicherbereiche zugreifen und parallel arbeiten können. Dadurch könnte man einige hundert Mal schneller berechnen. An Kühlung muss man natürlich denken. Die modernen Grafikkarten haben viele Shader, aber die Grafikkarte ist zu weit weg vom CPU, und sie sind nicht gut für normale Aufgaben geeignet, da sie dafür nicht geschafft sind.
• Spezielle RAMs mit CPUs, die nur für bestimmte Aufgaben konstruiert sind.
• Die Bereiche der Hardware wie Teile des Hauptspeichers, die nicht gerade verwendet werden, sollen automatisch/manuell vom Strom abgekoppelt werden.
• Das Mainboard und RAM so umgestalten, dass direkte Kühlung mit Flüssigkeiten möglich wird, oder Röhre zur Abkühlung besitzen.
• Datenaustausch zwischen zwei Computer soll viel schneller werden. Auch eine direkte Verbindung von CPUs oder RAMs beiden Computern soll ermöglicht werden.

Das Problem liegt bei CPU-Herstellern wie bei vielen Firmen. Sie möchten eine Hardware bauen, die man bei allen Anwendungen verwenden kann, oder sie haben nicht ausreichend kreative Mitarbeiter.

Mit der Zauberfunktion von Peter Shor kann man anscheinend nur sog. Primzahlzwillinge p und q finden, für die gilt |p-q|=2. Was aber, wenn man zwei andere Primzahlen hat, wie z.B. p=11 und q=17? Es kann doch dann nicht gelten p=GGT(a^r/2+1, Z) und q=GGT(a^r/2-1, Z), oder doch?
a^r/2+1 und a^r/2-1 haben jedenfalls immer den Abstand 2.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Es kann doch dann nicht gelten p=GGT(a^r/2+1, Z) und q=GGT(a^r/2-1, Z), oder doch?
a^r/2+1 und a^r/2-1 haben jedenfalls immer den Abstand 2.

Nein, das ist keinesfalls auf Zwillinge beschränkt. Der GGT(x-1,Z) und GGT(x+1,Z) kann ohne weiteres sehr weit auseinander liegen.

Was mich zuerst stutzig machte, ist, dass man ja gerade die Teiler von Z sucht, doch dabei helfen dann eben die beiden Hilfszahlen x ± 1 mit x=a^r/2. Es muss nur sicher gestellt sein, dass diese leichter zu faktorisieren sind, sie sollten also nicht größer als Z sein, müssen aber naturgemäß größer als a=Z/b sein, genau genommen sollen ja beide Faktoren herauskommen, also muss x > a ∧ x > b gelten, bzw x² ≫ Z.

Prof. Alain Aspect zur Skalierbarkeit von Quantencomputern [siehe Video ab 1:17:38]

"Wenn wir versuchen, immer mehr verschränkte Qubits zu haben, gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder gelingt es uns und es ist nur eine Frage des technologischen Aufwands, die Probleme wie Dekohärenz usw. zu beseitigen, und wir wissen, dass die Quantenmechanik auf jeder Skala gilt, zumindest auf dieser Skala, oder wir finden eine Barriere/ Grenze... Es ist eine vernünftige Hypothese zu denken, dass es ein bestimmtes Niveau gibt, jenseits dessen alle Quantenüberlagerungen einfach versagen. Einige Leute denken, dass zum Beispiel, wenn wir in der Lage sind, die Schwerkraft zu quantisieren, die fundamentalen Fluktuationen, die mit der Quantisierung der Schwerkraft verbunden sind, jenseits einer bestimmten Masse ausreichen, um Dekohärenz zu provozieren. Wir wissen es nicht, aber ich denke, dass selbst wenn die Forschung zum Bau von universellen Quantencomputern nicht erfolgreich ist, uns aber sagt, dass es eine Grenze [für Quantenüberlagerungen/ Superposition und Quantenverschränkung] gibt, dann haben wir eine Menge dazu gelernt."
[Prof. Alain Aspect am 7. Februar 2019 im Rahmen seiner Shannon Luminary Vorlesung/ Preisverleihung bei Nokia Bell Labs]

Wie weiter oben berichtet, ist es IBM im Jahr 2021 erst einmal gelungen, einen Quantencomputer mit 127 verschränkten Qubits (Prozessor Eagle) zu realisieren. Geplant ist für 2022 ein Quantencomputer mit 433 verschränkten Qubits (Prozessor Osprey), und für 2023 ein Quantencomputer mit 1121 verschränkten Qubits (Prozessor Condor). Ob es eine Art natürliche Barriere/ Grenze gibt für die Skalierbarkeit, bleibt abzuwarten.

Die Theorie das unser Universum ein Quantencomputer ist, ist eine Hypothese. Ebenso die Theorie das unser Universum eine klassische Turingmaschine ist. Man sollte dabei immer bedenken das ein Quantencomputer durch einen klassischen Computer (Turingmaschine) simuliert werden kann. Das geht aber nicht ohne eine Erhöhung der Rechenzeitkomplexität. Daher ist es wirklich sehr relevant festzustellen welche Rechenzeitkomplexität das Universum aufbringen kann bei speziellen Experimenten. Man sollte sich aber im klaren sein das Kausalität bei Quantencomputer gar nicht mehr zutreffen muss. Welche Möglichkeit haben wir dann eigentlich noch mit formellen Sprachen (Chomsky-Hierarchie) eine Aussage über solche Phänomene zu treffen. Ich kann mir die Quantenüberlegenheit daher beim besten willen einfach nicht vorstellen....

1:11:42

Im zuletzt geposteten Video wird dieses Problem damit beantwortet das wir keinen Freien Willen hätten wenn alles seit Anbeginn des Urknalls kausal festgelegt wäre. Für mich ist das keine ausreichend plausible Antwort. Denn jede mathematische Formalisierung die auf Kausalität beruht würde dadurch ad absurdum geführt. Warum kommunizieren wir denn dann überhaupt noch auf Basis von Sprache, wenn das gar keine Bedeutung hat.

Für mich kann es schlichtweg auch freien Willen geben, selbst wenn Kausalität das große Gesetz des Universums ist. Freier Wille ist doch nur nicht für uns vorhanden wenn es dieses Überwesen gibt oder andere Wesen die vollständig alles beobachten können. Es gibt aber keine Annahme das diese Wesen existieren. Das Universum darf ruhig alles beobachten können solange es meinen freien Willen nicht determiniert.

LogicalJusticeWarrior schrieb:

Warum kommunizieren wir denn dann überhaupt noch auf Basis von Sprache

Weil es schon lange kausal so angelegt wurde ..

Aber es ist ja ganz egal, nimm an, alles passiert zufällig, dann fällt der freie Wille auch flach. Wir nennen das den freien Willen, was unserer Vorstellung (also der Quintessenz der Erfahrungen und Erlebnisse) entspricht und nicht das, was wir unabhängig davon entscheiden würden. Wenn man allerdings beschließt, sich so zu verhalten, wie es das Los bestimmt, dann ist das vielleicht eine freie Entscheidung.

Das Merkwürdige beim Quantencomputer ist für mich, dass hier der Quantenzufall (UR) gar keine Rolle zu spielen scheint. Dabei ist der Zufall das, was er am besten kann.

LogicalJusticeWarrior schrieb:

Für mich kann es schlichtweg auch freien Willen geben, selbst wenn Kausalität das große Gesetz des Universums ist. Freier Wille ist doch nur nicht für uns vorhanden wenn es dieses Überwesen gibt oder andere Wesen die vollständig alles beobachten können. Es gibt aber keine Annahme das diese Wesen existieren. Das Universum darf ruhig alles beobachten können solange es meinen freien Willen nicht determiniert.

Ob Zufall oder nicht, spielt m.E. eh keine Rolle.

Ich drehe meinen Kopf jetzt nach links, weil ich das tun will. Das ist das Ergebnis von Prozessen in meinem Körper, wobei das Gehrin eine prominente Rolle einnimmt. Mein Körper inkl. Gehirn wird durch chemische und physikalische Prozesse gesteuert, die den Naturgesetzen folgen. Das ist das, was mich als Mensch und damit auch meinen freien Willen ausmacht. Ob das da im Prinzip berechenbar ist oder ob dabei irgendein quantenphysikaltisches, objektiv zufälliges Ereignis mit reinspielt, das ist doch vollkommen egal. Zufall macht eine Entscheidung nicht freier, sondern einfach nur zufällig(-er).

Rainer schrieb:

Das Merkwürdige beim Quantencomputer ist für mich, dass hier der Quantenzufall (UR) gar keine Rolle zu spielen scheint. Dabei ist der Zufall das, was er am besten kann.

Ein einzelnes Zufallsereignis sagt nichts aus, aber viele Zufälle bilden Muster und Strukturen. Sie erzeugen zusammen anscheinend den Zeitpfeil oder die Zeit selbst und das, was man Emergenz nennt. Gerade weil der Zufall im Einzelnen nicht festgelegt ist, ist er es in Summe dann doch (Gesetz der grossen Zahlen etc.). Es müssen sich Muster ergeben, und solche bilden dann Naturgesetze... (meine Interpretation bzw. Metaphysik).

Steinzeitastronom schrieb:
Gerade weil der Zufall im Einzelnen nicht festgelegt ist, ist er es in Summe dann doch (Gesetz der grossen Zahlen etc.).

Konrad Lorenz hatte es mal so formuliert:

Der Zufall alleine bewirkt sinnleeres Chaos. Das Gesetzt alleine bewirkt sinnleeren Automatismus.
Zusammen aber erweisen sich beide "als die großen Konstrukteure des Artenwandels"

.

Sein Zitat ist zwar auf den Artenwandel in der lebenden Materie gemünzt aber man kann es auch
allgemein irgendwie auf das Universum anwenden. Es gibt die Freiheit des Zufalls aber es gibt auch
Gesetzte. Beide sind wichtig. Es gibt den Zufall aber er wird in der Summe gesteuert von den Naturgesetzen.
"Naturgesetzte steuern den Zufall". Finde ich irgendwie einleuchtend.

LG