4.1 Quantencomputer

Question 1

Chipdesigns - Problem

Answer 1

stoßen an physikalischen Grenzen des halbleiterbasierten Hardware-Konzepts

Question 2

halbleiterbasierten Hardware-Konzept - zukünftig

Answer 2

aktuelle exponentielle Zunahme wird in absehbarer Zeit ein Ende finden:
* Größe
* Komplexität
* Ausführungsgeschwindigkeit von Recheneinheiten

Question 3

halbleiterbasierten Hardware-Konzept - Lösung

Answer 3

• parallele und verteilte Technologien
• völlig neue Computertechniken - Quanteninformatik

Question 4

klassische Computer - Funktion

Answer 4

• stellt Informationen in Form von Bits dar:
• elementare Einheiten
• können zu einem bestimmten Zeitpunkt nur den Wert 0 oder 1 annehmen

Question 5

Quantencomputing - Funktion

Answer 5

Nutzung des aus Quantenphysik abgeleitete quantentheoretische Konzept der Superposition (Überlagerung)

Question 6

Quantenphysik

Answer 6

• Teilgebiet der Physik
• beschreibt Verhalten von Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen

Question 7

quantentheoretisches Konzept der Superposition - Erklärung

Answer 7

• jede Summe von Quantenzuständen ist selbst ein Quantenzustand
• jeder Quantenzustand kann als Summe von zwei oder mehr anderen Quantenzuständen ausgedrückt werden

Question 8

quantentheoretisches Konzept der Superposition - Anwendung auf Darstellung von Informationen

Answer 8

führt zum Konzept des Qubits:
* können nicht nur die beiden Zustände eines klassischen Bits (entweder 0 oder 1) annehmen
* sondern auch Überlagerung dieser Zustände

Question 9

Kernpunkte der Quanteninformatik - Begriff Quant

Answer 9

• von einem Zweig der Physik, der Quantenmechanik, übernommen
• wurde auf Suche nach mathematischer Beschreibung des ungewöhnlichen Verhaltens von subatomaren Teilchen entwickelt

Question 10

Kernpunkte der Quanteninformatik - Chancen durch Quantencomputing

Answer 10

• neue Technologie
• könnte Fähigkeit zur Informationsverarbeitung erheblich verbessern
• noch nicht kommerziell verfügbar
• wird von staatlichen Forschungsinstituten und großen Unternehmen erforscht

Question 11

Kernpunkte der Quanteninformatik - Quantencomputing relativieren

Answer 11

• bringt nicht unbedingt Verbesserungen bei allen Rechenaufgaben mit sich
• klassische Algorithmen für viele wichtige Anwendungen weisen vergleichbare Leistung auf wie ihre Quanten-Gegenstücke

Question 12

Kernpunkte der Quanteninformatik - Auswirkungen auf die Kryptografie

Answer 12

• könnte heute gängigsten Verschlüsselungsalgorithmen unbrauchbar machen
• könnte völlig neue Verschlüsselungsmethoden ermöglichen

Question 13

Kernpunkte der Quanteninformatik - Einfluss auf KI

Answer 13

• Quantenmechanik ist probabilistische Theorie
• Quantencomputing als besonders geeignet für Such- und Optimierungsaufgaben

-> Einfluss auf KI