Quantencomputer

Ein Quantencomputer, auch Quantenrechner genannt ist ein Computer, der auf der Basis der Quantenmechanik beruht. Er arbeitet, im Unterschied zum digitalen Rechner, nicht mit klassischer Informatik, sondern auf quantenmechanischer Basis, die über die herkömmliche Theorie hinausgeht. Ein Beispiel ist der EPR-Effekt. Dieser wurde nach den Physikern Einstein Podolski und Rosen benannt. Der Effekt wurde im Labor nachgewiesen und es zeigte sich, dass die Quantenmechanik gegen die Regeln klassischer Theorien verstößt.

Der Quantencomputer verarbeitet die Zustände nach dem quantenmechanischen Prinzip. Diese sind das Superpositionsprinzip und die Quantenverschränkung. Unter Superpositionsprinzip versteht man eine physikalische Überlagerung verschiedener Größen. In einem herkömmlichen PC werden Daten in Bits dargestellt. Liegt ein Spannungspotenzial über einem bestimmten Wert, bekommt es den binären Wert 1, darunter den Wert 0. Auch bei dem Quantencomputer werden Daten in Bits dargestellt, jedoch bedient man sich zweier Basiszuständen und eines zweidimensionalen Raumes, so wie er in der Quantenmechanik vorhanden ist. Die Quantenphysik bedient sich der Dirac Notation. Das ist ein sogenanntes zwei Niveau System. Die Bits in einem Quantencomputer werden Qubits genannt. Die Silbe Qu wird von Quantenphysik abgeleitet. Ein sogenannter einweg Quantencomputer basiert auf einen verschränkten Quantenzustand, der als Ressource benutzt wird. Es zeigt, dass diese Art von Computer genauso gute Leistung erzielt, wie andere Modelle, die auf Schaltkreisen basieren. Eine andere Art eines Quantencomputers beruht auf einem anderen Konzept, das jedoch ebenso auf der Quantentechnik beruht. Er besteht aus zwei Systemen. Das eine ist ein System mit einem gewissen Grundzustand. Das andere ist ein System, das leicht zu präparieren ist. Diese beiden Systeme werden dann zusammengefügt, um so ein Problem zu lösen. 2007 wurde der erste Quantencomputer verkauft, der auf dem oben beschriebenen Prinzip beruht. Bereits 2001 konnte ein Computer mit wenigen Qubits realisiert werden. 4 Jahre später gelang es Rainer Blatt, ein Quantenregister zu erzeugen. Dieses verfügte über 8 verschränkte Qubits.