Was ist Quantencomputer?

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Was passiert, wenn Sie einen Tennisball gegen eine Mauer werfen?

Was wäre, wenn Sie gleichzeitig hundert Tennisbälle in der Wand durchlaufen würden?

Was wäre, wenn Sie tausend Tennisbälle durchlaufen würden?

Nichts.

Egal was Sie tun, auf keinen Fall werden Tennisbälle diese Mauer niederreißen. Genau wie bei einer Mauer gibt es einige Probleme, die so komplex sind, dass ein herkömmlicher Computer, egal wie schnell, sie auf keinen Fall lösen kann.

Aber was passiert mit der Mauer, wenn Sie einen Panzer durchfahren?

Keine Mauer mehr.

Dieser Panzer ist ein Quantencomputer.

Bits und Qubits

Klassische Computer, wie wir sie jeden Tag benutzen, verwenden Speicher, der aus Bits besteht. Bits stehen entweder für Eins oder Null. an oder aus. Alles, was Computer tun, vom Spielen bis zum Senden von E-Mails, beruht auf der Manipulation dieser Einsen und Nullen.

Ein Quantencomputer ist ein neuer Computertyp, der die ungewöhnlichen Eigenschaften der Quantenphysik nutzt, um Probleme zu lösen, die für normale Computer unmöglich sind. Sie tun dies, indem sie Qubits anstelle von Bits verwenden. Wie Bits können Qubits Eins oder Null darstellen. Das Besondere an ihnen ist, dass ein Qubit eins, null oder eine Überlagerung von beiden sein kann. Das bedeutet, dass ein Qubit gleichzeitig eins und null sein kann, was Quantencomputer exponentiell leistungsfähiger macht als ihre herkömmlichen Gegenstücke.

Die Mauer brechen

Durch die Verwendung der Überlagerung können Quantencomputer Probleme lösen, die unmöglich wären oder Tausende von Jahren in Anspruch nehmen würden. Quantencomputer übertreffen klassische Computer bei Berechnungen mit einer großen Anzahl gleichermaßen möglicher Lösungen erheblich.

Aufgrund ihrer Stärke bei der Analyse von Kombinationen werden Quantencomputer höchstwahrscheinlich zum Brechen von Codes und zur Optimierung komplexer Systeme eingesetzt. Die Forscher erwarten auch, dass Quantencomputer Ereignisse auf molekularer Ebene genau modellieren können und ein leistungsstarkes Werkzeug für die Forschung in Biologie, Chemie und Physik darstellen.

Probleme und Vorhersagen

Überlagerung ist mächtig, mysteriös und zart. Das größte Hindernis für den Bau voll funktionsfähiger Quantencomputer besteht darin, dass Qubits in einem unterkühlten, isolierten Zustand gehalten werden müssen, oder sie dekodieren und setzen ihre Quantenmagie frei.

Quantencomputer stehen am Rande der Praktikabilität. Entwickler haben erfolgreich funktionierende Quantencomputer konstruiert, aber bisher konnten nicht genügend Qubits gleichzeitig zum Laufen gebracht werden, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Aufgrund des Versprechens dieses Potenzials arbeiten Wissenschaftler auf der ganzen Welt an der Herstellung von Quantencomputern eine der bestimmenden Technologien des 21. Jahrhunderts.

Weitere Informationen finden Sie in den NEC Laboratories [http://www.nec.co.jp/rd/Eng/innovative/E3/top.html] Webseite.

Informationen zum ersten privaten Quantencomputer finden Sie im CBC-Bericht zu D-Wave-Systemen.

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