Grundlagen

 

Ein 'Q' umgeben von orange-roten Linien.
QuBit

Zwei verschlugene 'Qs' umgeben von einem rot-blauem Netz.
Quantenverschränkung

Ein 'Q' zwischen einem blauen und orangenen Portal.
Quantenteleportation
QuBit, Quantenteleportation und Verschränkung. Diese ungewohnten Konzepte sind für das Verständnis von Quantentechnologien, wie dem Quantencomputer oder Quantennetzen unerlässlich. Anhand von Grafiken und kleinen Beispielen werden diese drei Begriffe im folgenden näher erläutert.

Exkurs: Warum Quantencomputing? Der Grover Algorithmus.

Um ein Element in einer unsortierten Datenbank mit N Elementen zu finden, benötigen klassische Algorithmen eine Rechenzeit die proportional zu O(N) (O-Notation) ist. Bereits im Jahre 1996 konnte L. Grover zeigen, dass mit einem Algorithmus auf der Basis von Quantentechnologie sich die Anzahl der Rechenschritte auf eine Ordnung von O(N0.5) reduzieren lässt.

Der Grover Algorithmus reduziert also die Anzahl der notwendigen Rechenschritte für das Auffinden eines Elements in einer Datenbank und kann damit potentiell eine deutliche Beschleunigung im Vergleich zu klassischen Computern ermöglichen. Weiterführende Informationen zum Grover Algorithmus: https://github.com/Qiskit/textbook/blob/main/notebooks/ch-algorithms/grover.ipynb.

Ein anderer sehr bekannter Quantenalgorithmus ist der Shor Algorithmus, der eine drastische Beschleunigung bei der Faktorisierung von Zahlen verspricht.

 

Stand: 17.06.2024