Quantensprünge: HPC zur blitzschnellen Verarbeitung komplexer Photondaten an der Universität Paderborn einsetzen

Lesezeit: 2 Minuten
Durch Ernst Müller
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Quantensimulator mit dynamischen Energiewellen.

BerlinForscher der Universität Paderborn haben bedeutende Fortschritte in der Quantenphotonik erzielt, indem sie Hochleistungsrechner nutzen, um komplexe Quantenexperimente schnell zu verarbeiten. Durch den Einsatz fortschrittlicher Computertechniken konnten sie eine tomografische Rekonstruktion an Photodetektoren durchführen, die für die Messung von Lichtteilchen unerlässlich sind. Diese Verbesserung ermöglicht eine genaue und effiziente Analyse von hochauflösenden Photodetektoren, was deren praktische Anwendung erleichtert und die Quantenforschung vorantreibt.

Hier sind wesentliche Aspekte dieser Entwicklung:

  • Einsatz von Hochleistungsrechnern für die Quanten-Tomografie
  • Entwicklung von Open-Source-Algorithmen speziell für HPC
  • Mögliche Anwendungen bei der Charakterisierung von Quantencomputer-Hardware

Forscher der Universität Paderborn haben bedeutende Fortschritte gemacht, indem sie Algorithmen entwickelt haben, die traditionelle Hindernisse bei Berechnungen von Quantensystemen überwinden. Diese neuen Methoden ermöglichen eine schnelle Verarbeitung großer Datenmengen, was zu Fortschritten in Bereichen wie Messtechnik und Datenkommunikation führen könnte. Im Rahmen des nationalen Hochleistungsrechner-Netzwerks Deutschlands gelang es dem Team, komplexe Berechnungen mit großen Datensätzen in nur wenigen Minuten abzuschließen. Diese schnelle Geschwindigkeit und Skalierbarkeit sind entscheidend, um Quantenüberlegenheit zu demonstrieren, bei der Quantensysteme Aufgaben erfüllen können, die klassische Computer nicht bewältigen können.

Die Fortschritte in der Quantenphotonik haben weitreichende Auswirkungen, die über ihre unmittelbaren Anwendungen hinausgehen. Sie könnten Branchen, die stark auf Daten angewiesen sind, wie Kryptographie, Materialwissenschaften und Künstliche Intelligenz, revolutionieren. In Kombination mit Hochleistungsrechnern eröffnen sie neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Quantenaspekte des Lichts, was zu höherer Präzision und Effizienz führt. Dieser Fortschritt schlägt eine Brücke zwischen experimenteller Quantenmechanik und praktischen Computeranwendungen und spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung neuer Technologien.

Physiker und Informatiker arbeiten Hand in Hand, um wissenschaftliche Durchbrüche zu erzielen. Sie verbessern die aktuelle Quantentechnologie und bereiten sich auf zukünftige technologische Veränderungen vor. Die Universität Paderborn legt ihren Schwerpunkt auf die grundlegende Quantenforschung, wodurch diese Technologien und ihre Anwendungen stetig weiterentwickelt werden, was zu neuen Entdeckungen und Innovationen führt.

Die Studie wird hier veröffentlicht:

http://dx.doi.org/10.1088/2058-9565/ad8511

und seine offizielle Zitation - einschließlich Autoren und Zeitschrift - lautet

Timon Schapeler, Robert Schade, Michael Lass, Christian Plessl, Tim J Bartley. Scalable quantum detector tomography by high-performance computing. Quantum Science and Technology, 2024; 10 (1): 015018 DOI: 10.1088/2058-9565/ad8511
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