(Vladimir_Timofeev/iStock) Quantencomputer führen Berechnungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeit des Zustands eines Objekts vor der Messung durch – statt nur auf Einsen oder Nullen –, was bedeutet, dass sie im Vergleich zu klassischen Computern das Potenzial haben, exponentiell mehr Daten zu verarbeiten.
Klassische Computer führen logische Operationen anhand der eindeutigen Position eines physikalischen Zustands aus. Diese sind normalerweise binär, was bedeutet, dass ihre Operationen auf einer von zwei Positionen basieren. Ein einzelner Zustand – etwa ein oder aus, hoch oder runter, 1 oder 0 – wird als a bezeichnet bisschen .
Beim Quantencomputing nutzen Operationen stattdessen den Quantenzustand eines Objekts, um etwas zu erzeugen, das als a bezeichnet wird Qubit . Bei diesen Zuständen handelt es sich um undefinierte Eigenschaften eines Objekts, bevor sie entdeckt wurden, etwa der Spin eines Elektrons oder die Polarisation eines Photons.
Anstatt eine klare Position zu haben, treten ungemessene Quantenzustände in einer gemischten „Überlagerung“ auf, ähnlich einer Münze, die durch die Luft wirbelt, bevor sie in Ihrer Hand landet.
Diese Überlagerungen können mit denen anderer Objekte verflochten sein, was bedeutet, dass ihre Endergebnisse mathematisch in Beziehung stehen, auch wenn wir noch nicht wissen, was sie sind.
Die komplexe Mathematik hinter diesen ungeklärten Zuständen verschlungener „sich drehender Münzen“ kann in spezielle Algorithmen eingebunden werden, um Probleme in kurzer Zeit zu lösen, für deren Lösung ein klassischer Computer viel Zeit in Anspruch nehmen würde … wenn er sie überhaupt jemals berechnen könnte.
Solche Algorithmen könnten nützlich sein, um komplexe mathematische Probleme zu lösen, schwer zu knackende Sicherheitscodes zu erstellen oder die Wechselwirkungen mehrerer Teilchen bei chemischen Reaktionen vorherzusagen.
Arten von Quantencomputern
Um einen funktionsfähigen Quantencomputer zu bauen, muss ein Objekt lange genug in einem Überlagerungszustand gehalten werden, um verschiedene Prozesse darauf auszuführen.
Sobald eine Überlagerung auf Materialien trifft, die Teil eines gemessenen Systems sind, verliert sie leider ihren Zwischenzustand, den sogenannten Dekohärenz und wird zu einem langweiligen alten klassischen Stück.
Geräte müssen in der Lage sein, Quantenzustände vor Dekohärenz zu schützen und sie dennoch leicht lesbar zu machen.
Verschiedene Prozesse gehen diese Herausforderung aus unterschiedlichen Blickwinkeln an, sei es durch den Einsatz robusterer Quantenprozesse oder durch die Suche nach besseren Möglichkeiten zur Fehlerprüfung.
Vormachtstellung im Quantencomputing
Derzeit kann die klassische Technologie jede Aufgabe bewältigen, die einem Quantencomputer gestellt wird. Quantenüberlegenheit beschreibt die Fähigkeit eines Quantencomputers, seine klassischen Gegenstücke zu übertreffen.
Einige Unternehmen, wie IBM und Google, Behaupte, wir könnten nah dran sein , während sie weiterhin mehr Qubits zusammenpacken und genauere Geräte bauen.
Nicht jeder ist davon überzeugt, dass sich Quantencomputer lohnen. Einige Mathematiker glaube, dass es Hindernisse gibt die praktisch unmöglich zu überwinden sind und das Quantencomputing für immer unerreichbar machen.
Die Zeit wird zeigen, wer Recht hat.
Alle themenbezogenen Artikel werden zum Zeitpunkt der Veröffentlichung von Faktenprüfern als korrekt und relevant eingestuft. Text und Bilder können aufgrund einer redaktionellen Entscheidung geändert, entfernt oder hinzugefügt werden, um die Informationen auf dem neuesten Stand zu halten.