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Quantensimulator-Krankheit
Die Simulatorkrankheit ist ein bekanntes Phänomen in der virtuellen Realität und bei Ego-Shooter-Spielen. Dabei handelt es sich um das Gefühl von Unbehagen, das durch einen sensorischen Konflikt zwischen dem, was das Gehirn denkt, und dem, was der Körper fühlt, entsteht.
Obwohl das Quantencomputing keine sensorischen Konflikte hervorruft, entsteht oft ein Gefühl des Unbehagens, wenn man von einem Quantensimulator zu echter Quantenhardware wechselt.
Warum ist das der Fall?
Einige mögen die Ansicht vertreten, dass Simulatoren zu perfekt sind, während andere das Glas halb leer sehen und sagen, dass Quantencomputer zu unvollkommen sind. Simulatoren versagen allzu oft bei der angemessenen Modellierung von Unvollkommenheiten in Gattern und Qubits. Sie erfassen nicht die Varianz zwischen Qubits auf derselben Maschine oder die Varianz von einer Maschine zur anderen.
Daher sind Quantenwissenschaftler, die glauben, einen Algorithmus in einem Simulator perfektioniert zu haben, manchmal überrascht, wenn sie feststellen, dass er auf tatsächlicher Hardware nicht die gewünschten Ergebnisse liefert.
Was ist zu tun?
Eine Lösung wäre, Verbesserungen vorzunehmen. Verbesserte Simulatoren können das Rauschen und andere Unzulänglichkeiten besser modellieren. Verbesserte Quantencomputer können das Rauschen reduzieren und konsistenter werden.
Eine andere Lösung besteht darin, eine genauere Analyse von Quantenschaltungen zu ermöglichen. Dies kann z. B. durch das Zählen der Multi-QuBit-Gatter in einem bestimmten Entwurf geschehen, indem eine "Wärmekarte" erstellt wird, um die belegten Qubits zu ermitteln. Solche Werkzeuge sind heute in einigen Quantenentwicklungsumgebungen, wie z. B. der von Classiq, verfügbar.
Eine andere Lösung wäre, den Algorithmus auf Maschinen verschiedener Anbieter zu testen. Da viele Quanten-Cloud-Anbieter mehr als einen Typ von Quantencomputern anbieten, könnte dies möglich sein. Stellen Sie jedoch sicher, dass die Entwicklungsumgebung nicht verlangt, dass Sie die Schaltung mühsam an die Architektur, den Gattersatz und die Qubitzahl eines anderen Anbieters anpassen. Umgebungen, die dies automatisch tun können, sind in diesem Zusammenhang sehr nützlich.
Die Entwicklung von Quantenalgorithmen ist schwierig. Es gibt ein Sprichwort bei Classiq: "Wenn es einfach wäre, würden wir es vermarkten". Aber wenn man das Problem durchdenkt und die richtige Entwicklungsumgebung wählt, kann man die Unannehmlichkeiten beim Übergang von Simulatoren zu echter Hardware verringern oder beseitigen.
Die Simulatorkrankheit ist ein bekanntes Phänomen in der virtuellen Realität und bei Ego-Shooter-Spielen. Dabei handelt es sich um das Gefühl von Unbehagen, das durch einen sensorischen Konflikt zwischen dem, was das Gehirn denkt, und dem, was der Körper fühlt, entsteht.
Obwohl das Quantencomputing keine sensorischen Konflikte hervorruft, entsteht oft ein Gefühl des Unbehagens, wenn man von einem Quantensimulator zu echter Quantenhardware wechselt.
Warum ist das der Fall?
Einige mögen die Ansicht vertreten, dass Simulatoren zu perfekt sind, während andere das Glas halb leer sehen und sagen, dass Quantencomputer zu unvollkommen sind. Simulatoren versagen allzu oft bei der angemessenen Modellierung von Unvollkommenheiten in Gattern und Qubits. Sie erfassen nicht die Varianz zwischen Qubits auf derselben Maschine oder die Varianz von einer Maschine zur anderen.
Daher sind Quantenwissenschaftler, die glauben, einen Algorithmus in einem Simulator perfektioniert zu haben, manchmal überrascht, wenn sie feststellen, dass er auf tatsächlicher Hardware nicht die gewünschten Ergebnisse liefert.
Was ist zu tun?
Eine Lösung wäre, Verbesserungen vorzunehmen. Verbesserte Simulatoren können das Rauschen und andere Unzulänglichkeiten besser modellieren. Verbesserte Quantencomputer können das Rauschen reduzieren und konsistenter werden.
Eine andere Lösung besteht darin, eine genauere Analyse von Quantenschaltungen zu ermöglichen. Dies kann z. B. durch das Zählen der Multi-QuBit-Gatter in einem bestimmten Entwurf geschehen, indem eine "Wärmekarte" erstellt wird, um die belegten Qubits zu ermitteln. Solche Werkzeuge sind heute in einigen Quantenentwicklungsumgebungen, wie z. B. der von Classiq, verfügbar.
Eine andere Lösung wäre, den Algorithmus auf Maschinen verschiedener Anbieter zu testen. Da viele Quanten-Cloud-Anbieter mehr als einen Typ von Quantencomputern anbieten, könnte dies möglich sein. Stellen Sie jedoch sicher, dass die Entwicklungsumgebung nicht verlangt, dass Sie die Schaltung mühsam an die Architektur, den Gattersatz und die Qubitzahl eines anderen Anbieters anpassen. Umgebungen, die dies automatisch tun können, sind in diesem Zusammenhang sehr nützlich.
Die Entwicklung von Quantenalgorithmen ist schwierig. Es gibt ein Sprichwort bei Classiq: "Wenn es einfach wäre, würden wir es vermarkten". Aber wenn man das Problem durchdenkt und die richtige Entwicklungsumgebung wählt, kann man die Unannehmlichkeiten beim Übergang von Simulatoren zu echter Hardware verringern oder beseitigen.
Über "Der Podcast des Qubit-Typen"
Der Podcast wird von The Qubit Guy (Yuval Boger, unser Chief Marketing Officer) moderiert. In ihm diskutieren Vordenker der Quanteninformatik über geschäftliche und technische Fragen, die das Ökosystem der Quanteninformatik betreffen. Unsere Gäste geben interessante Einblicke in Quantencomputer-Software und -Algorithmen, Quantencomputer-Hardware, Schlüsselanwendungen für Quantencomputer, Marktstudien der Quantenindustrie und vieles mehr.
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