Abo
  • Services:
Anzeige
Versuchsanordnung mit grünem Laser, mit der Wiener Forscher das optische Quanten-Computing verbessert haben
Versuchsanordnung mit grünem Laser, mit der Wiener Forscher das optische Quanten-Computing verbessert haben (Bild: IQOQI Wien)

Was der Quantencomputer kann - und was nicht

Die einfachsten Aufgaben gehören dabei zu den P-Problemen. Das P steht für Polynomialzeit. Die nötige Rechenzeit wächst hier proportional zu einer festen Potenz der Problemgröße. Die Frage, ob eine Zahl eine Primzahl ist, gehört ebenso zu dieser Klasse wie der Check, ob auf einer Straßenkarte jede von x Städten von jeder anderen aus zu erreichen ist. Aufgaben dieser Komplexität sind von klassischen Computern effizient lösbar.

Anzeige

Formuliert man letztere Aufgabe aber etwas um, erreicht man schon die nächsthöhere Komplexitätsstufe: Gesucht sei eine Route, mit der ein Vertreter alle x Städte auf kürzestem Weg abklappern kann, ohne einen Ort zweimal zu besuchen. Die zur Lösung dieses Problems nötige Rechenzeit wächst exponentiell mit der Zahl x der Städte - die Problemklasse nennt sich NP (nichtdeterministisch polynomial). Etwas einfacher ist bei NP-Problemen die Prüfung, ob ein Lösungsvorschlag tatsächlich korrekt ist: Dazu ist nur Polynomialzeit nötig, also genügt ein klassischer Computer.

Das Vertreter-Problem gehört, ebenso wie die beliebten Sudoku-Rätsel, zu einer speziellen Abteilung der NP-Probleme: Es ist "NP-vollständig". Solche Probleme haben die interessante Eigenschaft, dass jeder effiziente Algorithmus für eine dieser Aufgaben auch auf alle anderen übertragbar wäre. Schade nur, dass bisher kein einziger solcher Rechenweg bekannt ist... Gäbe es ihn, wäre das allerdings auch eine Revolution in der Mathematik.

Computer auf Zeitreise

Quantencomputer können einige, aber nicht alle NP-Probleme lösen. Vermutlich jedenfalls: Bisher konnte trotz eines Preisgelds von einer Million Dollar noch niemand streng mathematisch widerlegen, dass es nicht vielleicht doch einen effizienten, in Polynomialzeit einzusetzenden Algorithmus für NP-Probleme geben könnte, dass also P nicht gleich NP ist.

Eine weitere Problemklasse nennt sich PSPACE. Dazu gehören zum Beispiel vollständige Lösungen der Spiele Schach und Go. Sie enthält Probleme, zu deren Lösung man eine polynomial wachsende Speichermenge und exponentiell wachsende Rechenzeit benötigt. Aufgaben aus dem PSPACE sind klassischen Computern nicht zugänglich. Bei Quantencomputern ist man sich da nicht sicher. Bisher ist aber kein dazu fähiger Algorithmus bekannt.

Könnte es einen Computertyp geben, der dem Quantencomputer überlegen ist? Dazu bräuchte man neue physikalische Prinzipien, von denen heute noch nichts bekannt ist. Forscher schlagen zum Beispiel vor, den Computer auf eine Zeitreise zu schicken. Das Prinzip: Man schickt den Computer einfach so lange und so oft in die Vergangenheit, bis das Problem zum heutigen Zeitpunkt gelöst ist. Dazu bräuchte man die Existenz sogenannter geschlossener zeitartiger Kurven (closed timelike curves, CTCs), die sich als mögliche Lösung der Allgemeinen Relativitätstheorie ergeben. Damit arbeitende Computer könnten sogar Probleme der Klasse PSPACE effizient lösen. Physiker vermuten allerdings, dass CTCs von einer künftigen Vereinigung von Quanten- und Relativitätstheorie wieder ausgeschlossen werden.

Das E-Book "Die faszinierende Welt der Quanten" des Autors ist bei Beam-eBooks (DRM-frei, ePub, PDF, Mobi), bei Amazon (Mobi) und Apple (iPad-Version mit Videos und Fotos) erhältlich.

 Topologische Quantencomputer

eye home zur Startseite
Zeitvertreib 15. Aug 2014

Sorry ich glaube soweit bist du noch nicht ;) Nicht böse gemeint aber um Einstein weiter...

NilsP 18. Jul 2014

Also, gaaanz genau sind es 3,12 Mio Kerne (16.000 Knoten je 2 Ivy Bridge Xeons (12C) + 3...

crmsnrzl 07. Jul 2014

Falsch, man kann nur nicht beides GLEICHZEITIG mit beliebiger Genauigkeit wissen.

Flö. 07. Jul 2014

Die Illuminaten natürlich! SCNR :D

Citadelle 07. Jul 2014

Hallo Ich finde das mit den Problemklassen sehr interessant. Also P und NP Problematiken...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden
  2. Transgourmet Deutschland GmbH & Co. OHG, Mainz, Riedstadt
  3. CEMA AG, verschiedene Standorte
  4. über Nash Direct GmbH, Stuttgart


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. Einzelne Folge für 2,99€ oder ganze Staffel für 19,99€ kaufen (Amazon Video)
  2. 49,99€ mit Vorbesteller-Preisgarantie

Folgen Sie uns
       


  1. Spieleklassiker

    Mafia digital bei GoG erhältlich

  2. Air-Berlin-Insolvenz

    Bundesbeamte müssen videotelefonieren statt zu fliegen

  3. Fraport

    Autonomer Bus im dichten Verkehr auf dem Flughafen

  4. Mixed Reality

    Microsoft verdoppelt Sichtfeld der Hololens

  5. Nvidia

    Shield TV ohne Controller kostet 200 Euro

  6. Die Woche im Video

    Wegen Krack wie auf Crack!

  7. Windows 10

    Fall Creators Update macht Ryzen schneller

  8. Gesundheitskarte

    T-Systems will Konnektor bald ausliefern

  9. Galaxy Tab Active 2

    Samsungs neues Ruggedized-Tablet kommt mit S-Pen

  10. Jaxa

    Japanische Forscher finden riesige Höhle im Mond



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Passwortmanager im Vergleich: Das letzte Passwort, das du dir jemals merken musst
Passwortmanager im Vergleich
Das letzte Passwort, das du dir jemals merken musst
  1. 30.000 US-Dollar Schaden Admin wegen Sabotage nach Kündigung verurteilt
  2. Cyno Sure Prime Passwortcracker nehmen Troy Hunts Hashes auseinander
  3. Passwortmanager Lastpass ab sofort doppelt so teuer

APFS in High Sierra 10.13 im Test: Apple hat die MacOS-Dateisystem-Werkzeuge vergessen
APFS in High Sierra 10.13 im Test
Apple hat die MacOS-Dateisystem-Werkzeuge vergessen
  1. MacOS 10.13 Apple gibt High Sierra frei
  2. MacOS 10.13 High Sierra Wer eine SSD hat, muss auf APFS umstellen

Elex im Test: Schroffe Schale und postapokalyptischer Kern
Elex im Test
Schroffe Schale und postapokalyptischer Kern

  1. Re: Unity weiter nutzen

    ve2000 | 04:56

  2. Re: Darum wird sich Linux nie so richtig durchsetzen

    ve2000 | 04:44

  3. Re: Unverschlüsselte Grundversorgung

    teenriot* | 04:41

  4. Re: The end.

    lottikarotti | 03:15

  5. Re: Wir kolonialisieren

    Bouncy | 03:11


  1. 17:14

  2. 16:25

  3. 15:34

  4. 13:05

  5. 11:59

  6. 09:03

  7. 22:38

  8. 18:00


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel