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Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

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  1. Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: ashahaghdsa 24.10.19 - 10:58

    Klar, Verschlüsselung Knacken. Aber gibt es schon praktische Anwendungen, die auch was sinnvolles machen? P!=NP gilt scheinbar auch für Quantencomputer.

    Also du hast 1 Giga-Qbit ohne Fehler, die können aber nur 10 Rechnungen pro Sekunde durchführen. Was macht man damit sinnvolles ausser Krypto Knacken?

  2. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: Agina 24.10.19 - 12:14

    Sie sind überall da sinnvoll, wo du das "Ergebnis" schon kennst und nur wissen willst, wie du dahin kommst. Beispielsweise Navigation, Dein Navi verwirft Fahrmöglichkeiten, wenn sie die für sinnlos erachtet. Wenn du erstmal 100km in die falsche Richtung fährst, sagt das Navi, die Strecke ist quatsch. Der Quantencomputer spuckt dir aber (mit entsprechenden QBits) jegliche Routen (und wenn sie mit dem Paddelboot über Neuseeland führt) aus. Dann brauchste halt noch nen normalen PC der dir die Routen filtern und dir dann die drei wirklich schnellsten ausspuckt.

  3. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: Quantium40 24.10.19 - 12:21

    Agina schrieb:
    > Der Quantencomputer spuckt dir aber (mit entsprechenden QBits)
    > jegliche Routen (und wenn sie mit dem Paddelboot über Neuseeland führt)
    > aus.

    Nein. Der Quantencomputer würde dir dann genau eine Route auswerfen, die mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit die optimale ist.
    Je länger die Route wird (= mehr Qbits), desto niedriger wird diese Wahrscheinlichkeit, so dass du den Quantencomputer dann mehrfach abfragen musst.
    Am Ende hast du dann eine Vielzahl von Ergebniskandidaten, die du wieder mit herkömmlicher Technik durchtesten kannst. Der eigentliche Vorteil an der Stelle ist, dass der Quantencomputer die Kandidaten viel schneller als ein normaler PC finden kann und die Kandidatenzahl relativ klein im Vergleich zu einer Komplettsuche ausfällt.

    Das ist jedenfalls das Ziel der Entwicklung.

  4. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: Agina 24.10.19 - 12:28

    Quantium40 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Agina schrieb:
    > > Der Quantencomputer spuckt dir aber (mit entsprechenden QBits)
    > > jegliche Routen (und wenn sie mit dem Paddelboot über Neuseeland führt)
    > > aus.
    >
    > Nein. Der Quantencomputer würde dir dann genau eine Route auswerfen, die
    > mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit die optimale ist.
    Ich habs anders in Errinnerung ... kann da noch jemand anders was zu sagen, wer bvon uns beiden recht hat? :P

  5. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: Eheran 24.10.19 - 12:38

    Ich kenne es so, wie er es sagt.

  6. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: ashahaghdsa 24.10.19 - 12:55

    Und ich dachte immer, A* und konsorten würden zur Navigation *immer* den besten weg finden und auf Geräten (mit genügend Speicher) hinreichend schnell laufen...

    Es stimmt schon, Quantencomputer machen irgendwie fast immer aus nem O(n) ein O(sqrt(n)) Problem oder sowas. Aber da muss das Problem schon groß genug sein, damit der Vorteil überhaupt zum Tragen kommt. Was ich suche ist halt sowas wie RSA, wo klassisch O(2^n) gebraucht wird und mit Quantencomputern aber O(n^k) reicht.

    Auf jeden Fall hat Quantium40 eher Recht. Bei jeder Berechnung bekommt man nur ein Ergebniss.

  7. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: chefin 24.10.19 - 15:53

    Navigation kann nie den 100% besten Weg finden. Weil das mathematisch noch nicht möglich ist.

    https://de.wikipedia.org/wiki/Problem_des_Handlungsreisenden

    Man kommt dem Ergbniss sehr nahe, höchstwahrscheinlich ist es sogar die schnellste Route, aber man kann es nicht allgemeingültig beweisen. Dazu reicht die Rechenleistung einfach nicht aus. Jeder Abzweigpunkt verdoppelt die Anzahl an möglichen Lösungen. So das bei 100 Knotenpunkten kein reines ausprobieren mehr möglich ist.

    Ein Quantencomputer liefert aber mit 100Qubits eine Lösung auf einen Schlag.Man muss also nur 100 Berechnungen machen insgesamt. Oder mit 50Qubits dann 50x50 also 2500 Berechnungen. Deswegen ist die Art des Problems enorm wichtig. Kryptografie die aus einer 256Bit Quelle einen Key erzeugt benötigt würd die Lösung 256Qubits ind 256 Schritte zum knacken. ein 4096Bit großer Key entsprechend 4096 Quibits. Habe ich aber nur 1024 muss ich 1024x1024x1024x1024 oder 2^40 Rechenschritte machen. Wenn die Quantenrechner also langsam bleiben und ihre Bitzahl nur unwessentlich erhöhen können, bleiben 4096Bit Keys noch ne weile sicher. Ein 1024 Bitkey wäre dagegen in Millisekunden geknackt.

  8. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: confuso 24.10.19 - 16:07

    chefin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Navigation kann nie den 100% besten Weg finden. Weil das mathematisch noch
    > nicht möglich ist.
    >
    > de.wikipedia.org
    >
    > Man kommt dem Ergbniss sehr nahe, höchstwahrscheinlich ist es sogar die
    > schnellste Route, aber man kann es nicht allgemeingültig beweisen. Dazu
    > reicht die Rechenleistung einfach nicht aus. Jeder Abzweigpunkt verdoppelt
    > die Anzahl an möglichen Lösungen. So das bei 100 Knotenpunkten kein reines
    > ausprobieren mehr möglich ist.
    >
    > Ein Quantencomputer liefert aber mit 100Qubits eine Lösung auf einen
    > Schlag.Man muss also nur 100 Berechnungen machen insgesamt. Oder mit
    > 50Qubits dann 50x50 also 2500 Berechnungen. Deswegen ist die Art des
    > Problems enorm wichtig. Kryptografie die aus einer 256Bit Quelle einen Key
    > erzeugt benötigt würd die Lösung 256Qubits ind 256 Schritte zum knacken.
    > ein 4096Bit großer Key entsprechend 4096 Quibits. Habe ich aber nur 1024
    > muss ich 1024x1024x1024x1024 oder 2^40 Rechenschritte machen. Wenn die
    > Quantenrechner also langsam bleiben und ihre Bitzahl nur unwessentlich
    > erhöhen können, bleiben 4096Bit Keys noch ne weile sicher. Ein 1024 Bitkey
    > wäre dagegen in Millisekunden geknackt.

    Dabei sei noch erwähnt, dass der Bottleneck das auslesen ist. Die Berechnung selber ist extrem schnell, das Auslesen der Qubit Daten hingegen kann Minuten dauern. Ob sich das groß ändern wird, keine Ahnung, daher volle Zustimmung dass man schon die Qubitzahl selber drastisch erhöhen muss um Verschlüsselungen anzugreifen....

    Und dabei ist die notwendige Fehlerkorrektur noch nicht berücksichtigt, damit wäre man dann her bei 10^6 bis 10^x Qubits, die benötigt werden.

  9. Re: Wofür sind Quantencomputer überhaupt gut?

    Autor: ashahaghdsa 24.10.19 - 16:55

    chefin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    ...

    Also mit ner guten Heuristik ist A* O(n). Ob es eine kompatible Heuristik fürs Routen gibt, weiß ich jetzt nicht definitiv, aber ich meine schon,

    Handlungsreisender ist meines Wissens nach ein ganz anderes Problem. Quantencomputer sind da auch nicht so besonders viel besser drin. Navigation is, in nem Graphen von A nach B kommen. Handlungsreisender ist in nem Graphen alle Knoten auf kürzestem Wege besuchen. Also von allen A zu allen Bs kommen und dabei alle anderen Knoten auch noch besuchen. Das ist auch NP Vollständig, was ne einfache Suche im Graphen nicht ist.

    *edit*
    https://en.wikipedia.org/wiki/Shortest_path_problem#Road_networks
    der nachfolgende Absatz erklärt auch den Unterschied zum TSP.



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 24.10.19 17:05 durch ashahaghdsa.

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