Der Qubit-Rechner

Information zum Thema Qubit Rechner

Es ist kaum zu glauben, wie leistungsfähig Computer heute sind. Und dennoch ist es so, dass komplexe Rechenprobleme nicht von herkömmlichen Computern gelöst werden können. Hierfür werden von Wissenschaftlern Quantencomputer eingesetzt. Es war erst die Quantenphysik, die Erfindungen wie den Laser oder das Transistorradio möglich gemacht haben. Auch die GPS-Funktion ist letzten Endes nur Dank der Quantenphysik möglich. Inzwischen ist die Quantentechnologie längst Bestandteil unseres Alltags: Es ist so, dass der Durchschnittsmensch heute technische Geräte benutzt, die er selbst vom Verstand her nicht begreifen kann. Quantensysteme helfen bei der Verschlüsselung, bei der Datenspeicherung und bei der Berechnung von Systemen mit Zufallsgenerator. Bislang stehen Quantencomputer fast nur den Wissenschaften und den Unternehmen zur Verfügung. Es ist aber so, dass auch schon ein echter Quantencomputer auf dem Markt ist. Ob dieser tatsächlich so leistungsfähig ist, wie ein echter Großcomputer der Wissenschaft, ist tatsächlich aber noch ungeklärt. Quantencomputer kommen aus der Welt der Quantenmechanik. Die Quantenmechanik macht aus einem Bit ein Quantenbit. Bits funktionieren mit einer 1 und 0 Steuerung, Quantenbits sind komplexer und beschäftigen sich mit 1 und 0 und den dazwischenliegenden. Dies ist mit Hilfe der sogenannten Bloch-Kugel abzubilden. 1 und 0 werden dabei durch Pfeile, die den Nordpol und Südpol darstellen, repräsentiert. Das Qubit ist ein Repräsentant für alle Werte der Kugeloberfläche. Es gibt auch ein Quantenregister, in dem statt 50 Zahlen 250 Zahlen dargestellt werden können. Hier ist es so, dass die Quantenwelt die Auffassung komplexer und umfangreicher darstellt.Die Anwendung eines Qubit Gatters oder Registers sorgt für einen wesentlichen Systemeingriff, das heißt, dass alle vorher enthaltenen Zustände geändert werden. Man kann hierbei mit mehrerer Eingabewerten rechnen. Es sind nur 14 Qubits möglich, um mehr als 16000 Werte zu rechnen. Die Verwendung von Qubits ist also extrem effizient.

Was unterscheidet den Qubit Rechner von normalen Rechnern?
Ein klassischer Computer hat einen Aufbau mit einem Logikgatter, durch welches wesentliche Operationen auf herkömmlichen Bits durchgeführt werden. Man kann mehrere Gatter auch zu einem Schaltnetz ergänzen. Für die Schaltnetze werden Bauelemente wie Transistoren benötigt, die Informationen als elektrisches Signal durch die verschiedenen Bauteile leitet. Das Quantengatter an sich ist eine physikalische Manipulation grundsätzlicher Art und nicht einfach nur ein technischer Bestandteil, der mit anderen Bauteilen in ein System eingebaut wird.
Der Quantencomputer ist extrem komplex und kann sogar mehrere mehrere Lösungsmöglichkeiten eines Problems zu gleichen Zeit errechnen.
Bei klassischen Computern werden Daten nur Schritt für Schritt verarbeitet, das benötigt Zeit und es wird genau eine Lösung errechnet.

(Bilderquelle: Pixabay.com – CC0 Public Domain)