Neuer Quanten-Algorithmus für "Wundercomputer"

Verfasst von Kempkens/pte am 09.02.2018 - 09:33

Forscher der National University of Singapore (NUS) haben einen neuen Algorithmus entwickelt, der komplexe Berechnungen drastisch beschleunigt. In einer Matrix, in der es tausende Daten gibt, die miteinander verknüpft werden können, stossen konventionelle Computer schnell an ihre Grenzen. Sie arbeiten endlos an einem Problem, das Brd. Rechenoperationen benötigt. Der neue Algorithmus braucht dafür nur einige 100 Rechenschritte.

Der Algorithmus ist auf Quantencomputer zugeschnitten. Diese schon als "Wunderrechner" abgestempelten Geräte arbeiten nicht auf digitaler Ebene, sondern nach den Regeln und Gesetzen der Quantenmechanik. Derartige Rechner sind erst in Ansätzen realisiert worden. Wie sie Probleme lösen können, ist den Informatikern aus Singapur um Zhikuan Zhao dagegen schon bekannt.

Dabei sind sie nicht die Ersten. Schon 2009 stellten andere Forscher einen Algorithmus vor, der grosse Datenmengen um ein Vielfaches schneller bewältigt als heutige Supercomputer. Die NUS-Wissenschaftler haben mit ihrem Algorithmus den Rechenaufwand jedoch noch einmal um den Faktor 100 reduziert. Matrizes mit vielen Zeilen und Spalten, die alle mit Daten gefüllt und voneinander abhängig sind, werden immer schwieriger zu handhaben, je mehr Elemente die Matrix hat. Jede Verdoppelung verachtfacht den Rechenaufwand.

Komplexe Auswertung

Der Algorithmus, der 2009 entwickelt worden ist, konnte bereits auf einem kleinen Quantencomputer getestet werden. Zhao und seine Mitstreiter hoffen, dass sie das grundsätzliche Funktionieren ihres Algorithmus bald auf einem grösseren Rechner demonstrieren können. Zhao erwartet, dass noch ein paar Jahre vergehen, ehe die Hardware-Entwickler grössere Rechner bauen können, die im Bereich Künstliche Intelligenz eingesetzt werden können. Hier geht es oft um höchst komplexe Probleme.

Ein Beispiel: Ein Händler möchte gern wissen, wie sich der Preis für eine Ware in Zukunft verändert. Die Matrix, die dazu aufgestellt wird, enthält Daten über Preisentwicklungen in der Vergangenheit und Daten zu den Gründen wie Veränderungen der Wechselkurse. Berechnet werden muss, wie sich die Fülle an Daten gegenseitig beeinflusst. Darauf basierend lässt sich eine Prognose abgeben. Wenn es aber um Millionen Daten geht, streiken heutige Computer.