Zusammenfassung
Die Theorie der Quanteninformationsverarbeitung, oder eigentlich: die Quanteninformatik, ist die interdisziplinäre Verbindung von Quantenphysik und Informatik. Die Quantenphysik liefert die Beschreibung der physikalischen Objekte, die die „Hardware“ der Quanteninformatik bilden. In der Quanteninformatik werden relevante Probleme für Computer identifiziert, deren Lösungsalgorithmen die Quantenphysik so nutzen können, dass eine erhebliche Verkürzung der Rechenzeit möglich wird. In diesem Kapitel werden die quantenphysikalischen Grundlagen, wie Überlagerung, Unbestimmtheit und Verschränkung qualitativ und mathematisch beschrieben. Ganz knapp werden zentrale Begriffe der Informatik erläutert. Ferner wird das Q-Bit eingeführt und es werden prinzipielle Unterschiede von klassischem und Quantencomputer dargestellt.
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Notes
- 1.
Hieran sieht man, dass die Polarisation „nur“ ein Modell für das Verhalten des Spins von Photonen ist. Die \(+\)-Basis würde der z-Komponente des Spins (\(\sigma _{z}\)) und die \(\times \)-Basis der x-Komponente des Spins (\(\sigma _{x}\)) entsprechen. Diese beiden Größen sind nicht kompatibel und gehorchen einer Unbestimmtheitsrelation (Karl Schilcher 2011).
- 2.
Mit einem Stern-Gerlach-Apparat wurde im Jahr 1922 von Otto Stern und Walter Gerlach in Frankfurt das erstemal nachgewiesen, dass Atome einen Spin haben können.
- 3.
Zum Messprozess und seinen Deutungsmöglichkeiten gibt es eine reichhaltige Literatur, auf die in diesem Rahmen nicht eingegangen werden kann. Eine geeignete Einführung gibt (Friebe et al. 2018).
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Pospiech, G. (2021). Was ist Quanteninformatik?. In: Quantencomputer & Co. essentials. Springer Spektrum, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-30445-4_2
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-30445-4_2
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Publisher Name: Springer Spektrum, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-658-30444-7
Online ISBN: 978-3-658-30445-4
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