Quantengatter: Die Bauteile des Quantencomputers

Quantencomputer bestehen nicht nur aus Qubits. Erst die Quantengatter machen es möglich, mit ihnen zu rechnen. Nötig sind immer drei.

25. Juli 2017 um 12:05 Uhr / Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Quantenlab Innsbruck: Quantenexperimente können auch mit Licht durchgeführt werden. Bild: Werner Pluta/Golem.de

Qubits spielen beim Bau von Quantencomputern eine überragende Rolle: Welche Leistung ein Quantencomputer erreichen kann, hängt von der Zahl und Qualität der Qubits ab. IBM hat mit dem Quantenvolumen sogar einen eigenen Benchmark erschaffen, um das zu messen. Aber Quantencomputer rechnen nicht mit Qubits allein. Sie müssen manipuliert werden und miteinander interagieren können.

Das ist nicht anders als in einem normalen Computer: Auch er braucht die passenden Schaltkreise, um Bits manipulieren zu können. Jeder Computer ist aus solchen sogenannten Gattern aufgebaut. AND, NAND, OR, NOR, XOR und XNOR machen aus zwei Bits im Eingang ein Bit im Ausgang. Dazu kommt das NOT-Gatter, das im Ausgang das Gegenteil des Bits im Eingang ausgibt. Auch Quantencomputer brauchen Gatter, um rechnen zu können – und diese geben einen ersten Einblick in das, was Quantencomputer so besonders macht.