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)

Quantencomputer: Die Fast-alles-Rechner

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)

Geheimdienste fürchten sie fast so sehr, wie sie darauf hoffen. Forscher glauben, mit ihnen bislang unlösbare Probleme berechnen zu können. Quantencomputer gelten als beinahe magische Maschinen. Welche Fähigkeiten besitzen sie, wie sind sie aufgebaut und wo liegen ihre Grenzen?
Von Matthias Matting

Klassische Rechner sind Beschränkungen unterworfen, die in ihrer Natur liegen. Betrachten wir eine simple Aufgabe: die Primfaktorenzerlegung einer natürlichen Zahl. Schulstoff aus der fünften oder sechsten Klasse also. Obwohl die schnellsten Supercomputer heute Billiarden Rechenschritte pro Sekunde ausführen können, bräuchten sie für die Primfaktorenzerlegung einer 300-stelligen Zahl noch immer etwa 150 Jahre. Das freut all die, die Daten zu sichern haben, denn viele moderne Verschlüsselungsverfahren schöpfen ihre Sicherheit aus der Tatsache, dass die Primfaktorenzerlegung sehr, sehr aufwendig ist.

Anzeige

Deshalb musste man die Verschlüsselungsalgorithmen auch schon des Öfteren anpassen - wer hätte vor 50 Jahren vorherzusagen gewagt, wie schnell heutige Chips rechnen? Quantencomputer allerdings machen dem kompletten Kryptographiegewerbe einen Strich durch die Rechnung, denn sie versprechen einen radikalen Fortschritt: Wofür ein Supercomputer heute noch 150 Jahre braucht, dafür benötigen sie gerade mal eine Sekunde. Worauf beruht dieser enorme Fortschritt?

Das Quanten-Bit

In der Quantenphysik bekommt die Grundeinheit der Information eine neue Bedeutung: Aus dem Bit wird das Qubit (gesprochen Kjubit). Während ein klassisches Bit sich für einen Zustand entscheiden muss, existiert das Qubit als Superposition aller möglichen Zustände, es ist also 0 und 1 und irgendetwas dazwischen gleichzeitig.

  • Die Bloch-Kugel (Bild: Smite-Meister/CC BY-SA 3.0)
  • Im Inneren dieser Vakuumapparatur fangen die<br>Innsbrucker Quantenphysiker Ionen ein (Bild: Matthias Matting)
  • Versuchsanordnung mit grünem Laser, mit der<br>Wiener Forscher das optische Quanten-Computing verbessert haben<br>(Bild: IQOQI Wien)
  • Supraleitender Chip der Firma IBM (Bild: IBM)
Die Bloch-Kugel (Bild: Smite-Meister/CC BY-SA 3.0)

Die Theoretiker symbolisieren das gern durch die Bloch-Kugel. Die klassischen Werte 0 und 1 werden durch Pfeile durch den Nord- und den Südpol dieser Kugel dargestellt. Das Qubit kann aber auch alle anderen Werte annehmen, die auf der Kugeloberfläche liegen.

Auf den ersten Blick könnte man deshalb vermuten, dass sich in einem Qubit unendlich viele Informationen verstecken lassen. Denn die Kugeloberfläche bietet ja Platz für alle möglichen Kombinationen von Werten. Ganz so leicht macht es uns die Quantentheorie aber dann doch nicht, denn bei jeder Messung wird aus der Überlagerung von Zuständen schließlich doch wieder ein ganz konkreter Zustand, ein klassisches Bit.

Mit welcher Wahrscheinlichkeit 0 oder 1 auftreten, das wird durch die vorherige, uns außerhalb der Messung verborgen bleibende Zustandsmischung definiert.

Verschränkung muss sein 

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. Haufe Gruppe, Freiburg im Breisgau
  2. STAHLGRUBER GmbH, Poing, Raum München
  3. GK Software AG, Schöneck/Vogtland, Berlin
  4. über HRM CONSULTING GmbH, Konstanz (Home-Office)


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. (u. a. The Big Bang Theory, The Vampire Diaries, True Detective)
  2. (u. a. Warcraft Blu-ray 9,29€, Jack Reacher Blu-ray 6,29€, Forrest Gump 6,29€, Der Soldat...
  3. (u. a. The Revenant, Batman v Superman, James Bond Spectre, Legend of Tarzan)

Folgen Sie uns
       


  1. ZTE

    Chinas großes 5G-Testprojekt läuft weiter

  2. Ubisoft

    Far Cry 5 bietet Kampf gegen Sekte in und über Montana

  3. Rockstar Games

    Waffenschiebereien in GTA 5

  4. Browser-Games

    Unreal Engine 4.16 unterstützt Wasm und WebGL 2.0

  5. Hasskommentare

    Bundesrat fordert zahlreiche Änderungen an Maas-Gesetz

  6. GVFS

    Windows-Team nutzt fast vollständig Git

  7. Netzneutralität

    Verbraucherschützer wollen Verbot von Stream On der Telekom

  8. Wahlprogramm

    SPD fordert Anzeigepflicht für "relevante Inhalte" im Netz

  9. Funkfrequenzen

    Bundesnetzagentur und Alibaba wollen Produkte sperren

  10. Elektromobilität

    Qualcomm lädt E-Autos während der Fahrt auf



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Quantencomputer: Nano-Kühlung für Qubits
Quantencomputer
Nano-Kühlung für Qubits
  1. IBM Q Mehr Qubits von IBM
  2. Quantencomputer Was sind diese Qubits?
  3. Verschlüsselung Kryptographie im Quantenzeitalter

XPS 13 (9365) im Test: Dells Convertible zeigt alte Stärken und neue Schwächen
XPS 13 (9365) im Test
Dells Convertible zeigt alte Stärken und neue Schwächen
  1. Schnittstelle Intel pflegt endlich Linux-Treiber für Thunderbolt
  2. Atom C2000 & Kaby Lake Updates beheben Defekt respektive fehlendes HDCP 2.2
  3. UP2718Q Dell verkauft HDR10-Monitor ab Mai 2017

Calliope Mini im Test: Neuland lernt programmieren
Calliope Mini im Test
Neuland lernt programmieren
  1. Arduino Cinque RISC-V-Prozessor und ESP32 auf einem Board vereint
  2. MKRFOX1200 Neues Arduino-Board erscheint mit kostenlosem Datentarif
  3. Creoqode 2048 Tragbare Spielekonsole zum Basteln erhältlich

  1. Re: Diese ganzen Online DLCs nerven langsam!

    Proctrap | 01:57

  2. Re: Überschrift

    486dx4-160 | 01:35

  3. Re: gesamtwirtschaftlich gesehen günstiger...

    486dx4-160 | 01:29

  4. Re: F-Zero

    Bujin | 01:25

  5. Re: Was habe ich von Netzneutralität als Kunde?

    thbth | 01:11


  1. 17:40

  2. 16:40

  3. 16:29

  4. 16:27

  5. 15:15

  6. 13:35

  7. 13:17

  8. 13:05


  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