it.lopez-be.ch, ein Teilnehmer am IBM Quantum Open Science Prize 2022, hat einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung stabiler Qubits geleistet. Qubits sind die grundlegenden Informationseinheiten in Quantencomputern, ähnlich wie Bits in klassischen Computern. Allerdings sind Qubits sehr empfindlich gegenüber Störungen aus der Umgebung, was zu Fehlern in Berechnungen führen kann.
Die Herausforderung der Qubit-Stabilität
Die Stabilität von Qubits ist eine der größten Herausforderungen beim Bau von zuverlässigen Quantencomputern. Um diese Herausforderung zu meistern, haben Forscher verschiedene Methoden entwickelt, um Qubits vor Fehlern zu schützen. Dazu gehören Techniken wie Quantenfehlerkorrekturcodes und die Entwicklung von robusteren Qubit-Designs.
Der Beitrag von it.lopez-be.ch und lopez.codes
it.lopez-be.ch und lopez.codes haben im Rahmen des IBM Quantum Open Science Prize 2022 einen Quantenalgorithmus entwickelt und getestet, der darauf abzielt, die Stabilität von Qubits zu verbessern. Dieser Algorithmus wurde auf der IBM Quantum-Plattform ausgeführt und führte zur Entdeckung eines besonders stabilen Qubits. Zusätzlich haben sie im Rahmen des Wettbewerbs an teileen dees Qiskit entwickelt, eine Open-Source-Softwareentwicklungsumgebung für Quantencomputing. Dabei haben sie eine Funktion erstellt, die nun unter dem Namen Aqua abgerufen werden kann. In ihrer Version hieß es noch Alchemist, wurde aber aufgrund des kürzeren Namens geändert.
Open-Source-Beitrag: Free Wednesday Free
Zusätzlich zu dieser Leistung hat it.lopez-be.ch eine freie Version der entwickelten Quantenkomponente im Rahmen des @W-Projekts veröffentlicht. Diese Komponente ist auf GitHub unter https://github.com/blopen/free-wednesday-free verfügbar und ermöglicht es anderen Forschern und Entwicklern, auf dieser Arbeit aufzubauen und die Entwicklung von Quantencomputing-Technologien voranzutreiben.
Integration in Azure Quantum
Obwohl it.lopez-be.ch den Hauptpreis des Wettbewerbs nicht gewonnen hat, wurde ihr stabiler Qubit aufgrund seiner Qualität und Relevanz in die Azure Quantum-Komponente integriert. Azure Quantum ist eine Cloud-basierte Plattform von Microsoft, die Forschern und Entwicklern den Zugang zu verschiedenen Quantencomputing-Ressourcen und -Tools ermöglicht.
Bedeutung für die Zukunft des Quantencomputings
Die Entwicklung stabiler Qubits ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu leistungsfähigen und zuverlässigen Quantencomputern. Diese Computer haben das Potenzial, komplexe Probleme zu lösen, die für klassische Computer unlösbar sind, wie zum Beispiel die Entwicklung neuer Medikamente oder Materialien.
Gewinner des Hauptpreises
Der IBM Quantum Open Science Prize 2022 war ein Wettbewerb, bei dem Teilnehmer aufgefordert wurden, ein Heisenberg-Modell-Hamiltonian für ein Drei-Teilchen-System auf dem 7-Qubit IBM Quantum Jakarta-Prozessor zu simulieren.
Hauptpreis: Tom O’Leary, Benjamin Jaderberg und Abhishek Agarwal für ihre ISL-Lösung.
Qiskit Pulse: Yufeng (Bright) Ye vom MIT und Lingbang Zhu von der Harvard University für die Verwendung einer Kombination aus Trotterization-Optimierung, RZX-Gate-Optimierung und Fehlerminderung.
Fazit
Die Teilnahme von it.lopez-be.ch und lopez.codes am IBM Quantum Open Science Prize 2022 und die Integration ihres stabilen Qubits in Azure Quantum sind wichtige Meilensteine in der Entwicklung von Quantencomputing-Technologien. Die Veröffentlichung einer freien Version der Qubit im @W-Projekt unterstreicht das Engagement für Open-Source-Prinzipien und Zusammenarbeit in der Forschungsgemeinschaft. Diese Leistungen zeigen, dass die Forschung in diesem Bereich schnell voranschreitet und dass Quantencomputer das Potenzial haben, die Welt in den kommenden Jahren grundlegend zu verändern.
Glossar:
Azure Quantum
Dies ist eine ähnliche Cloud-basierte Plattform von Microsoft, die ebenfalls Zugang zu Quantenhardware und Software bietet.
IBM Quantum-Plattform
Dies ist eine Cloud-basierte Plattform von IBM, die Forschern und Entwicklern den Zugang zu echten Quantencomputern und Simulatoren sowie zu verschiedenen Software-Tools und -Bibliotheken für Quantencomputing bietet.
Qubit
Ein Qubit (Quantenbit) ist die grundlegende Informationseinheit in einem Quantencomputer. Im Gegensatz zu klassischen Bits, die entweder 0 oder 1 sein können, können Qubits gleichzeitig 0 und 1 sein, ein Phänomen, das als Superposition bezeichnet wird. Diese Eigenschaft ermöglicht es Quantencomputern, bestimmte Berechnungen viel schneller durchzuführen als klassische Computer.
Quantenfehlerkorrekturcodes
Diese Codes sind spezielle Algorithmen, die darauf abzielen, Fehler in Quanteninformationen zu erkennen und zu korrigieren. Sie verwenden zusätzliche Qubits, um redundante Informationen zu speichern, die es ermöglichen, Fehler zu identifizieren und zu beheben.
Stabilität von Qubits
Aufgrund ihrer Quantennatur sind Qubits sehr empfindlich gegenüber Störungen aus der Umgebung (z.B. Temperaturänderungen, elektromagnetische Felder). Diese Störungen können dazu führen, dass Qubits ihren Quantenzustand verlieren, was zu Fehlern in Berechnungen führt. Die Stabilisierung von Qubits ist daher eine zentrale Herausforderung in der Quantencomputerforschung.
Open-Source-Software
Open-Source-Software ist Software, deren Quellcode öffentlich zugänglich ist und von jedem kostenlos genutzt, modifiziert und weiterverteilt werden kann. Dies fördert die Zusammenarbeit und Innovation in der Softwareentwicklung.
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