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QBits-und-Quantencomputer
Seth Lloyd (2006):
A quantum computer is a computer that uses quantum effects such as superposition and entanglement to perform computations in ways that classical computers cannot.
The quantum computers we can build today are small, not only in size but also in power. The largest general-purpose quantum computers available at the time of this writing (2006) have 7 to 10 QuBits and can perform thousands of quantum logic operations per second.
By contrast, a conventional desktop computer can register trillions of bits an can perform billions of classical logic operations per second.
We are already good at making computers with atomic-scale components, we are just not good at making big computers with atomic-scale components.
Since the first quantum computers were constructed a decade ago, however, the number if bits they register has doubled almost every 2 years. Even if this exponential rate of progress can be sustained, it will still take 40 years before quantum computers can match the number of bits registered by today's classical computers. Quantum computers are still a long way from the desktop.
Görnitz (2002):
Die aus der Quantenphysik bekannte Möglichkeit einer durch den gesamten Raum ausgedehnten Ganzheit im Sinne von Systemen miteinander verschränkter Quanten ist mit Sicherheit auch für das Verstehen der Arbeit des Gehirns von Bedeutung:
Wir dürfen annehmen, dass die Zustände, die zu einem Denkakt gehören, über viele Tausende von Nervenzellen ausgedehnt sind und dennoch eine Einheit darstellen.
Zitat:
Dazu regten die Forscher ihre Qubits gezielt mit abgestimmten Mikrowellenpulsen an, brachten sie paarweise oder zu dritt in verschränkte Zustände und führten diese Schritte einige Male aus. Da der Prozessor nicht perfekt arbeitete und bei jedem der vielen Rechenschritte des Algorithmus einen winzigen Fehler machte, war die Berechnung unzuverlässig. Deshalb wiederholten die Forscher die Kalkulationen insgesamt 150 000 Mal. Sie fanden heraus, dass ihr Prozessor in 48 Prozent aller Fälle das richtige Ergebnis lieferte: nämlich 15 = 3 • 5.
Das lag bereits ziemlich nahe am theoretischen Limit. "Das Beste, was wir nach Shors Algortihmus erwarten können, sind 50 Prozent der Fälle mit der richtigen Lösung", sagt Erik Lucero, Mitautor der Arbeit.
Zitat:Die Forscher ... um Lin Li sperrten eine Wolke aus ultrakalten Rubidium-Atomen in eine optische Falle, in der sie mit Laserstrahlen fixiert waren. Dann regten sie ein Atom in dieser Wolke mit einem anderen Laser genau passend so an, dass das Atom in einen sogenannten Rydberg-Zustand geriet. Diese Zustände kennzeichnen extrem hochangeregte Atome, die dadurch um ein Vielfaches größer und nebenbei sehr empfänglich für die Wechselwirkung mit Licht werden.
Die Forscher konnten mit Hilfe einer ausgeklügelten Analysemethode nachweisen, dass die Atome in der Rubidiumwolke und das Laserlicht tatsächlich eine Verschränkung eingingen. Diese war auch sehr robust: Die fluktuierende Anzahl von Teilchen in der Rubidiumwolke hatte keinen Effekt auf ihre Messungen.
Zitat:Am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching befassen sich Wissenschaftler ebenfalls mit Rydbergatomen. Der Arbeitsgruppe von Immanuel Bloch ist es gelungen, Rydbergatome durch gezielte Bestrahlung mit Laserlicht so anzuordnen, dass sich quasi eine kristallförmige Struktur herausbildete.
Auch dies ließe sich für logische Gatter in einem Quantencomputer nutzen.
... Das Bemerkenswerte an den Rydbergatomen ist, dass sie gewissermaßen eine Brücke schlagen zwischen den frühen Anfängen der Atomphysik und der heutigen Hochtechnologie, die auf der Quantenmechanik basiert. Rydbergatome sind gewissermaßen eine besonders deutliche Verkörperung des Korrespondenzprinzips, weil sich an ihnen die klassischen Gesetze und die Quantengesetze gleichermaßen zeigen.
Aaronson (2010)
Falls Quantencomputer jemals funktionieren, wird ihre Hauptaufgabe wohl weniger das Knacken von Codes sein, als vielmehr etwas so Offensichtliches, dass es kaum erwähneswert wirkt: die rechnerische Simulation quantenphysikalischer Prozesse.
Sie ist fundamentales Problem in Teilchenphysik, Chemie und Nanotechnik; sogar für Teilfortschritte wurden hier schon Nobelpreise verliehen.