Zum Einsatz kommt dabei ein System von D-Wave. Gegenwärtig setzt Google es für die Erforschung neuer Optimierungsmethoden zur Problemlösung ein. Tests haben ergeben, dass der Quantencomputer die Rechenleistung eines Single-Core-Rechners um den Faktor 10 hoch 8 überbietet.

Google und die US-Raumfahrtbehörde NASA haben ihre Entwicklungen im Bereich Quantencomputing präsentiert. Aktuell arbeiten sie mit einem von Googles Quantum AI Lab gekauften Quantencomputer von D-Wave, der Google zufolge einen 1000-Qubit-Prozessor verwendet. Erklärtes Ziel ist es, die Forschung in den Bereichen maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz voranzutreiben.

Google (Grafik: Google)

Anders als die heute verwendeten Digitalrechner arbeiten Quantencomputer nach den Gesetzen der Quantenmechanik statt auf Grundlage der Gesetze der klassischen Physik und Informatik. Wichtigster Unterschied ist, dass ein Quanten-Bit (Qubit) nicht nur die Zustände “0” und “1” kennt, sondern auch beliebige Überlagerungszustände von 0 und 1 zulässt.

Eine von Google derzeit erforschte Technologie ist das Quantum Annealing (Quanten-Abkühlung). Hartmut Neven, Director of Engineering und Chef des Quantum AI Lab, beschreibt es als eine Weiterentwicklung des Simulated Annealing (simulierte Abkühlung), was wiederum ein heuristisches Optimierungsverfahren ist, das bei Optimierungsproblemen genutzt werden kann.

“Wir haben herausgefunden, dass Quantum Annealing bei Problemstellungen mit fast 1000 binären Variablen das klassische Gegenstück Simulated Annealing deutlich übertrifft”, schreibt Neven in einem Blogbeitrag. “Es ist mehr als 10 hoch 8 mal schneller als Simulated Annealing, das auf einem Prozessorkern ausgeführt wird.”

Laut Neven sind Quantencomputer jedoch noch weit von der Marktreife entfernt. “Auch wenn die Ergebnisse faszinierend sind, liegt noch viel Arbeit vor uns, bis Optimierungen per Quantencomputing eine anwendbare Technologie sind. Das Design der nächsten Annealer-Generation muss die Einbeziehung von Problemen mit praktischer Relevanz ermöglichen”, so Neven weiter.

Eine Hürde besteht darin, Probleme so zu formulieren, dass ein Computer in der Lage ist, sie zu lösen. “Wir müssen die Eingabe in die Maschine vereinfachen”, erläuterte Neven im Gespräch mit Bloomberg. Google hat zu diesem Zweck ein Hardware-Team zusammengestellt, das neue Quanten-Prozessoren und Supraleiter entwickeln soll.

Quantencomputer können nach Angaben von Neven insbesondere für die Lösung von Aufgaben verwendet werden, für die konventionelle Computer weniger gut geeignet sind. Ihm zufolge ist ein Beispiel die Ermittlung des tiefsten Punktes einer Landschaft mit Hügeln und Tälern. Quantencomputing solle hierbei nicht die gesamte Oberfläche nach dem tiefsten Punkt absuchen, sondern für die Lösung nur einen “kurzen Blick durch einen Tunnel werfen”.

[mit Material von Stefan Beiersmann, ZDNet.de]

Europäischer Erfinderpreis 2015: Finalisten und Gewinner

Bild 11 von 15

Europäischer Erfinderpreis 2015 - Luke Alphey

Einer anderen, sich per Viren verbreitender Krankheit, rückt der Brite Luke Alphey mit seiner Erfindung auf neuem Weg zu Leibe: dem in jedem Fall äußerst schmerzhaften und oft auch tödlich verlaufendem Dengue-Fieber. Jedes Jahr infizieren sich damit fast 400 Millionen Menschen, knapp 25.000 sterben – Tendenz bei beiden Werten stark steigend. Für die Ausbreitung der Krankheit zeichnet in erster Linie die ägyptische Tigermücke verantwortlich, die sich von Afrika aus inzwischen in mehr als 100 Länder ausgebreitet hat und inzwischen gegen viele Insektizide, mit denen gegen sie vorgegangen wurde, resistent ist. Alphey hat daher einen anderen Ansatz gewählt: Er setzt gentechnisch veränderte Männchen der ägyptischen Tigermücken frei, die sich dann mit freilebenden Weibchen paaren. Das den Männchen eingepflanzte zusätzliche Gen sorgt dafür, dass die aus der Verbindung hervorgehenden Larven gar nicht erst geschlechtsreif werden. In Versuchen, zum Beispiel in Malaysia, Brasilien und Panama gelang es so die Stechmücken-Populationen jeweils um 90 Prozent zu reduzieren – ohne dabei Nutzinsekten wie Bienen zu schädigen. Das von Alphey 2002 mitgegründete Unternehmen Oxitec (Oxford Insect Technologies) steht jetzt vor seinem ersten großen Auftrag: Die nationale Kommission für Biosicherheit in Brasilien hat die kommerzielle Nutzung der genveränderten Mücken zugelassen (Bild: EPO).