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Zitat von equinox
Wenn ihr mir erstmal sagen könntet, was man zur Hinführung an den Quantencomputer erzählen muss, damit die Anwesenden das auch einigermaßen verstehen könnte ich damit anfangen den Vortrag vorzubereiten (der Vortrag soll max. 2 Zeitstunden dauern, daher wirklich nur Grundlagen).
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Hi equinox,
Hier ein paar Stichworte. Wie genau du diese erklären möchtest, bzw. ins Detail gehen möchtest, überlass ich mal dir.
- Algorithmus
- Turingmaschine
- Schrödingers Katze
- Quantenbit (Qubit)
- Verschränkung
- technische Umsetzung von Qubits (z.B. mit Ionenfallen)
- Aufgabe von QC's
Um es vorweg zu sagen. Wenn es darum geht zu erklären,
wie ein QC rechnet, muss man sich schon mit rel. anspruchsvoller Mathematik ausseinandersetzen und ich glaube kaum, dass dein Publikum dafür geeignet ist.
Du könntest aber einfach erklären was die Aufgabe von bestimmten Quantenalgorithmen ist.
z.B.
- Deutsch-Jozsa Algorithmus
- Grover Algorithmus
- Shor Algorithmus
Du könntest auch noch was über die Leistung eines QC's zu einem normalen Computer erzählen. Z.B. steigt bei einem QC die mögliche Anzahl der parallel bearbeitbaren (klassischen) Rechenwege, mit der verwendeten Anzahl an Qubits exponentiell an. Zwei klassische Bits müssten gegenüber zwei Qubits, nacheinander 4 Rechenschritte durchführen, 2 Qubits brauchen dazu nur einen Rechenschritt. Und mit drei Qubits könnten schon 8 klassische Rechenwege auf einmal durchgeführt werden, mit 4 Qubits bereits 16 usw... Mit ca. 270 Qubits könnte ein QC theoretisch schon mehr als ca. 10^80 (ne eins mit 80 Nullen) Rechenschritte auf einmal durchführen. Dies entspricht in etwa der geschätzten Teilchenanzahl im gesamten Universum.
Zum Schluss würde ich noch etwas zur technischen Umsetzung eines QC sagen. Bis jetzt konnte, soviel ich weiss, erst in einem Experiment (vielleicht gibts inzwischen schon weitere Fortschritte) eine Primzahl mittels Qubits zerlegt werden. Dabei ist es sehr schwer die Quantenbits miteinander zu verschränken und die gewünschte Information herauszulesen. Schon die geringste Störung von aussen, bewirkt einen Zusammenbruch. Ein anderes Problem ist, dass ein Zustand eines oder mehreren Qubits nicht kopiert werden kann (No-Cloning-Theorem).
Fazit:
Es wird wohl noch sehr lange dauern bis QC's zum Alltag gehören. Theoretisch könnte ein QC jede Aufgabe eines normalen PC's simulieren und durchführen. Bis jetzt stellen QC's allerdings nur Geräte dar, die für eine bestimmte Funktion konstruiert wurden, und es ist fraglich ob jemals "Mehrzweckquantencomputer" existieren werden.
Aber mal sehen was uns die Zukunft bringt.