Wissenschaftlicher Durchbruch - IBM Quantenrechner löst die Aufgabe 5 x 3 = 15

[DeepWaste]

IBM erreicht ersten Durchbruch bei atomaren Computer

Armonk/London (dpa) - Der US-Computerkonzern IBM hat in der Grundlagenforschung mit Computern aus einzelnen Atomen einen Durchbruch erreicht. Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler am IBM Forschungszentrum in Almaden eine einfache Entschlüsselungsaufgabe mit Hilfe eines so genannten Quantencomputers ANZEIGE berechnen, berichtete am Freitag das britische Wissenschaftsjournal «Nature» (Bd. 414, S. 883).

Dabei ging es um die Frage, welche Zahlen multipliziert 15 ergeben (3 und 5). Das wichtige Forschungsergebnis bedeute aber noch keinen Durchbruch für die kommerzielle Nutzung von Quantencomputern. Für das aktuelle Experiment hat der Konzern einen Quantencomputer aus sieben einzelnen Atomen zusammengestellt. In anderen Versuchen konnten die IBM-Forscher bereits 1000 Atome kontrollieren.

Computer arbeiten heute mit Mikroprozessoren auf der Basis von Silizium-Halbleitern. Für die Entschlüsselung großer Zahlen, wie sie in der Verschlüsselungskunde (Kryptographie) benutzt werden, müssen heutige Supercomputer Jahre lang rechnen. 1994 hatte der Wissenschaftler Peter Shor von AT&T die These aufgestellt, dass Quantencomputer diese Aufgaben viel schneller lösen könnten. Mit dem aktuellen Experiment in den IBM-Labors wurde der Shor-Algorithmus für die kleine Zahl 15 gelöst.

«Das ist definitiv ein Schritt nach vorne», kommentierte Shor in einem Interview die Ergebnisse der IBM- Wissenschaftler. «Das passierte deutlich früher, als ich erwartet hatte. Sie haben sich wirklich clever angestellt.» IBM hat im vergangenen Jahr 5,2 Milliarden Dollar (5,8 Mrd. Euro, 11,3 Mrd. DM) für Entwicklung und Forschung ausgegeben.

Quelle:

http://de.news.yahoo.com/011220/3/2gvy8.html

[cro]

3*5=15
Also ich hab's grade mal nachgerechnet, und -- was soll ich sagen, es stimmt!!!

Nun aber mal im ernst: Ich kann zwar nicht einschätzen, wie groß der jetzt erzielte Fortschritt wirklich ist, aber grundsätzlich halte ich die Entwicklung eines Quantencomputers für eine Sache, die unsere Welt in etwa so stark verändern würde, wie die Entfesselung der Atomkraft. Ich denke, hier kann man nicht nur einfach so "drauflos entwickeln", sondern man müßte sich auch sehr frühzeitig intensiv mit den Konsequenzen beschäftigen. Zu oft weiß man ja nicht, welchen Geist man da aus der Flasche läßt.

Haltet mich jetzt nicht für "fortschrittsfeindlich", aber wenn man weiß, was mit einem funktionierenden Quantencomputer theoretisch alles möglich wäre, kommt man schon ins Grübeln. Ich muß bei sowas z.B. immer an Heinar Kipphardts Theaterstück "In der Sache J. Robert Oppenheimer" denken.

[Bynaus]

Was heisst schon "theoretisch alles möglich"? Theoretisch lässt sich mit Quantencomputern jede Zahl in Höchstgeschwindigkeit in ihre Primfaktoren zerlegen, eine Operation, die vor allem für die Kryptographie wichtig ist. Wenn es einmal funktionierende Quantencomputer gibt, wird vielleicht jede Verschlüsselung sinnlos. Das würde unsere Welt zweifellos verändern, denn es gäbe in elektronischen Belangen keine Privatsphäre mehr, falls der Computer ans Internet angeschlossen ist.

Andererseits gibt es bestimmt viele Ängste, wir könnten damit "intelligente Maschinen" entwickeln. (darauf spielst du doch an mit "theoretisch alles möglich") Daran zweifle ich. Ich denke, um die Intelligenz eines Menschen zu erreichen, müsste man ein Mensch sein: komplett mit allen Erfahrungen, Erlebnissen usw. Intelligenz ist nicht etwas, das schon vorgegeben ist, sondern etwas, was langam heranwächst. Daher denke ich, müssen wir uns vor dieser Entwicklung nicht fürchten.

Ich kann mich natürlich auch täuschen.

[cro]

Originalnachricht erstellt von Bynaus
Andererseits gibt es bestimmt viele Ängste, wir könnten damit "intelligente Maschinen" entwickeln. (darauf spielst du doch an mit "theoretisch alles möglich)

Darauf hatte ich eigentlich nicht angespielt. Ist allerdings auch ein sehr angeregt diskutierbares Thema

Originalnachricht erstellt von Bynaus
Was heisst schon "theoretisch alles möglich"? Theoretisch lässt sich mit Quantencomputern jede Zahl in Höchstgeschwindigkeit in ihre Primfaktoren zerlegen, eine Operation, die vor allem für die Kryptographie wichtig ist. Wenn es einmal funktionierende Quantencomputer gibt, wird vielleicht jede Verschlüsselung sinnlos. Das würde unsere Welt zweifellos verändern, denn es gäbe in elektronischen Belangen keine Privatsphäre mehr, falls der Computer ans Internet angeschlossen ist.

Ich gebe ja zu, daß die Konsequenzen daraus in unserer heutigen Welt noch nicht so tragisch sind. Es bricht halt PGP das Genick, aber so eine richtige Katastrophe ist das nicht.
Allerdings muß man auch sehen, was die allgemeinen Entwicklungstendenzen unserer Gesellschaft sind, nämlich vor allem eine immer stärkere "Virtualisierung" unserer Welt. Heute sind die Anfänge ja noch recht bescheiden, mit E-Mail, E-Banking, E-Commerce etcetera. Daß sich dies in Zukunft aber in einem Maße ausweiten könnte, welches wir uns heute noch gar nicht so richtig ausmalen können, ist denke ich unbestritten -- ist lediglich eine Frage der Zeit. Wenn ich mir nun eine solche Welt vorstelle, in der unsere "virtuelle Identität" tatsächlich integraler Bestandteil unseres täglichen Lebens ist, dann würde die Existenz von Quantenrechnern tatsächlich den Verzicht auf jegliche Privatsphäre bedeuten. Big Brother is watching you -- und das in einer Dimension, die sich Orwell noch gar nicht vorstellen konnte.

Naja, vielleicht sehe ich das ja jetzt zu düster, aber man sollte sich zumindest mal Gedanken machen.

[Kamin]

Warum soll denn das PGP das Genick brechen?
Soweit ich gehört habe ist die Zeit des Entschlüsseln ja immer noch endlich und je größer die Zahl ist desto größere Quantenrechner braucht man, also im Prinzip nichts anderes als heute, wenn man die Zahl nur groß genug wählt

[cro]

Originalnachricht erstellt von Kamin
Warum soll denn das PGP das Genick brechen?
Soweit ich gehört habe ist die Zeit des Entschlüsseln ja immer noch endlich und je größer die Zahl ist desto größere Quantenrechner braucht man, also im Prinzip nichts anderes als heute, wenn man die Zahl nur groß genug wählt

Also wenn ich das richtig verstanden habe, steigt die Zahl der benötigten Qubits natürlich mit der Schlüssellänge. Insofern bräuchte man tatsächlich einen "größeren" Rechner. Dennoch wäre ein entsprechender Quantencomputer praktisch unendlich schnell, da er alle möglichen Kombinationen quasi gleichzeitig ausprobiert. (Ich weiß, daß sich das ziemlich strange anhört, aber so hab ich das bisher verstanden. Wer sich da besser auskennt, möge mich bitte korrigieren, falls ich falsch liege.)

[Bynaus]

Ich bin kein Experte dafür, aber ich würde mich der Aussage von cor anschliessen. Die Anzahl möglicher Kombinationen zwischen Atomen steigt auch schon bei sehr wenigen Atomen ins Unermessliche... Bei n Atomen haben wir bereits n! (n Fakultät) Möglichkeiten von Kombinationen. Das ist bei 1000 Atomen ziemlich viel...

[Kamin]

Ok, wenn das so funktioniert.
Irgendwie muss man da umdenken. Die Rechenkapazität ist also durch die Komplexität des Problems beschränkt und nicht durch die Zeit. Faszinierend!

[The Guardian]

Originalnachricht erstellt von Bynaus
[...]Intelligenz ist nicht etwas, das schon vorgegeben ist, sondern etwas, was langam heranwächst. Daher denke ich, müssen wir uns vor dieser Entwicklung nicht fürchten.[...]

Und wenn die Intelegenz einer KI schneller "heranwächst" als wir uns es vorstellen (oder glauben) können? Wer weis?!

[Kamin]

Dann haben wir die einmalige Gelegenheit ein intelligentes Wesen zu erschaffen und zu hoffen, dass es nicht die Borg sind

[Bynaus]

@the Guardian: du hast mich nicht verstanden. Ich meinte, um einen menschlichen Geist zu haben, muss man ein menschliches Leben durchlebt haben. Die Fähigkeit zu sprechen ist nicht einfach einprogrammiert, sondern wird langsam erlernt. Der Vorgang des Lernens selber ist später von immenser Wichtigkeit beim erinnern und verfestigen des Erlernten. Eine Maschinenintelligenz kann zwar an menschliche Verhältnisse künstlich angenähert werden, zB in dem versucht wird, menschliche Erinnerungen auf die Maschine zu übertragen.

Intelligenz ist nicht etwas eindimensionales mit einer IQ-Skala von 0 bis 200, sondern etwas mehrdimensionales. Um ein einfaches Beispiel zu nehmen: Nehmen wir zwei einzelne Aspekte der Intelligenz heraus: Rechengeschwindigkeit und Sprachvermögen. Wenn wir die beiden in einem Diagramm gegeneinander auftragen, würde die "Spur" eines PC ganz anders aussehen als diejenige eines Menschen. Der Mensch hätte ein grosses Sprachvermögen, aber eine relativ kleine Rechengeschwindigkeit, der PC umgekehrt. Damit wir von "menschenähnlicher" Intelligenz sprechen können, müsste das durch den PC abgedeckte Feld das menschliche überdecken oder zumindest genau decken. Alles andere ist nicht menschlich. Erst eine Maschine, die den Menschen in allen vorstellbaren Bereichen genau decken (oder sogar überdecken) würde, könnte sich tatsächlich genauso intelligent (intelligenter) wie ein Mensch nennen.

[Sternengucker]

Originalnachricht erstellt von Bynaus
Erst eine Maschine, die den Menschen in allen vorstellbaren Bereichen genau decken (oder sogar überdecken) würde, könnte sich tatsächlich genauso intelligent (intelligenter) wie ein Mensch nennen.

Nun, so wie ich das sehe wird es irgendwann Computer geben, deren Kapazität groß genug ist um alle Leistungen des Menschlichen Geistes zu simulieren, bzw nachzuvollziehen. Dabei ist dann zwar die Rechengeschwindigkeit immer noch viel höher als der eines Menschen, aber deine Kriterien wären erfüllt.

Der Schlüßel ist IMO eben diese Rechengeschwindigkeit. Im Moment kann man Computer einige Sachen beibringen, zB Objekte oder Farben zu erkennen und darauf zu reagieren, aber mit allen anderen Aufgaben wäre DIESER Computer dann noch überfordert. Wenn man zB von 40 Sinnen/Geistesleistungen ausgehen würde, bräuchte man heute wohl noch an die 40 Computer mit gigantischer Kapazität, um auch nur halbwegs dieselbe Leistung wie EIN menschliches Gehirn zu bekommen. Vom Aufwand, der Größe usw her ein lächerlicher Aufwand.

Aber die Informatik macht Riesenfortschritte. Warum soll nicht auch möglich sein, irgendwann diese Kapazität in einer Melone unterzubringen? Damit wäre deine Anforderung dann endgültig erfüllt.

Noch ist es Science Fiction, aber das war zur Mitte des letzten Jahrhunderts auch die Leistung eines Pentium oder Athlon!

[LOD]

Also ich hab mir das jetzt alles durchgelesen, aber ich frag mich noch immer wie dieses Ding richtig funktionierne soll???
O.K. kann mir jemand von euch erklären wie das Ding arbeitet?? Und zwar so, dass man es als Laie auch verstehen kann .

[Bynaus]

Ich versuchs: ich bin da auch nicht wirklich sattelfest.

Herkömmliche Rechner arbeiten mit Bits - nullen oder einsen.
Quantencomputer arbeiten mit sog. Qubits - den Quantenzuständen eines Elektrons. Diese Zustände können verschiedneste diskrete Werte annehmen. Wenn man diese Eigenschaft nutzen kann, so kann man sie nutzen, um, beispielsweise in der Kryptographie, alle möglichen Zahlen gleichzeitig zu probieren statt alle hinter einander. Dabei ist der Effekt des Messens entscheidend: wird ein Qubit abgelesen, dann nimmt es genau einen Wert ein und kann darauf nicht mehr abgelesen werden. Es gibt einen Algorithmus, der Shor-Algorithmus heisst, mit dem Quantencomputer mit ca. 1000 Qubits beinahe beliebig grosse Zahlen faktorisieren (in Primfaktoren aufteilen) können. Ein Quantencomputer mit 1000 Qubits wäre also das Ende aller verschlüsselung, die darauf aufbaut, dass es für herkömmliche Rechner unglaublich lange dauert, grosse Zahlen zu faktorisieren. Die Eingangs (dieses Threads) gestellte Aufgabe war also nicht, auszurechnen, was 3 * 5 gibt, sondern die Zahl 15 in ihre Primfaktoren aufzuteilen.

[LOD]

Aha... naja ein bischen klarer ist es jetzt schon... Aber welche Zustände kann ein Elektron alles annehmen, dass man da so viel Möglichkeiten mit schon Tausend Stück hinbekommt???