Mein neuer Quantencomputing-Blog
Im Laufe der letzten Jahre hat mir die Arbeit an quantencomputer-info.de sehr viel Spaß gemacht. Besonders freue ich mir über das positive Feedback, das ich immer wieder von Leser:innen erhalte. Nun ist es so, dass ich regelmäßig über extrem spannende Quantencomputing-Themen stolpere, über die ich wirklich gerne schreiben würde, die aber aus zwei Gründen nicht in das Format von quantencomputer-info.de passen:
- Die Themen sind zu speziell für ein einführendes Online-Buch
- Und besonders: Sie sind viel zu fortgeschritten für die Zielgruppe dieses Buches
Im Herbst 2022 habe deshalb meinen neuen Blog gestartet und dort bereits mehrere Artikel veröffentlicht:
www.quantum-computing-info.com
… Zugegeben, der Name ist (wieder?) nicht der Originellste – ich hoffe aber, dass er einen gewissen Wiedererkennungswert haben könnte – und außerdem bin ich nun mal ziemlich „SEO-geprägt“ …
In diesem Blog schreibe ich zum Beispiel über aktuelle „Papers“ (Englisch, für wissenschaftliche Veröffentlichungen) und Vorträge zum Quantencomputing, Konferenzen und Entwicklungen: All die speziellen Themen, die ich besonders spannend und bemerkenswert finde, die aber vielleicht (noch) zu wenig Aufmerksamkeit bekommen haben. Insbesondere möchte ich diesen Themen dabei auf den Grund gehen und nicht nur Neuigkeiten verbreiten. Meine Hauptmotivation ist stets die Suche nach echten Speedups durch Quantencomputer und schönen Erfolgsgeschichten. Dabei stoße ich auch regelmäßig auf Mythen, die nüchtern analysiert werden sollten. Da sich mein neuer Blog in erster Linie an die Quantencomputing-Community richtet, habe ich mich dazu entschieden, meine Artikel dort in der Sprache der Community zu verfassen – auf Englisch. Augen zu und durch!
Von Shor‘s-Algorithmus zum „Hidden Subgroup Problem“
Kommen wir zu meinem aktuellen Artikel:
https://www.quantum-computing-info.com/quantum-hidden-subgroup-problem/
Zum Thema „echte Speedups“: Neuere Forschungen über die weitere, prognostizierte Entwicklung von zukünftiger fehlertoleranter Quantencomputer-Hardware unterstreichen den Stellenwert von Algorithmen, die einen „exponentiellen Quantenvorteil“ gegenüber herkömmlichen Lösungen besitzen. Besonders diese Programme werden in der Lage sein, den beträchtlichen Overhead der zukünftigen Quantencomputer gegenüber klassischen Supercomputern in kürzester Zeit zu kompensieren und diese dann zu überflügeln. Kein anderer Algorithmus im Quantencomputing steht so sehr für diesen exponentiellen Vorteil, wie der Algorithmus von Peter Shor aus dem Jahr 1994. Der Shor-Algorithmus löst das fast unlösbare Problem der Primzahlfaktorierung von ganzen Zahlen und ist damit eine konkrete Bedrohung für die sichere RSA-Datenverschlüsselung, die z.B. im Internet als „https“ allgegenwärtig. Nun ist es leider auch so: Es gibt weniger Algorithmen mit einem exponentiellen Quantenvorteil, als wir uns wünschen würden. Für mich stellt sich dadurch unweigerlich die Frage: Wie weit können wir die Grenzen der bekannten, superschnellen Quantenalgorithmen biegen und erweitern, um sie auf noch mehr Anwendungen zu verallgemeinern?
Im Falle des Shor-Algorithmus landet man dabei automatisch beim Quantencomputing-Framework für das „Hidden Subgroup Problem“. Die Analyse des Hidden Subgroup Problems hat sich in den letzten 25 Jahren zu einem eigenen Forschungszweig entwickelt und es existieren viele Untersuchungen zu dem Thema. Versucht man allerdings tiefer in das Hidden Subgroup Problem einzutauchen, verliert man sich schnell in „mathematischen Wüsten“ und Paper-Kaskaden. Dabei ist der Quantencomputing-Framework für das Hidden Subgroup Problem ein faszinierendes und elegantes Thema und liefert überraschende Erkenntnisse. Mein neuer und ziemlich umfangreicher Artikel soll dabei helfen, diese Lücke zu füllen:
Er ist eine intuitive und behutsame Einführung in das Hidden Subgroup Problem und liefert einen breiten Überblick über interessante Anwendungen und den Stand der Forschung.
Viel Spaß beim Lesen 🙂
