E in Quantencomputer steuert die Informationen nicht über einfache An/Aus-Schalter an, sondern über sogenannte „Qubits“ (= Quanten-Bits) — siehe unten.

In einem Qubit sind die Werte 0 oder 1 (beziehungsweise An oder Aus) gleichzeitig in einer überlagerten Form vorhanden.

Diese Überlagerung ist ein wesentliches Element der Quantenmechanik. Dieses Verhalten hat sehr ungewöhnliche Konsequenzen...

Die zweite ungewöhnliche Eigenschaft von Qubits ist folgende: Man kann einen Quanten- Computer zwar durch einen herkömmlichen Computer simulieren, der Aufwand dafür nimmt mit steigender Qubitzahl aber sehr schnell gigantische Ausmaße an.

Und nun schauen Sie mal, dass die Quantencomputer- Hersteller irgendwann einmal Quantencomputer mit Millionen von Qubits bauen wollen!

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Die Umgebungs-Variablen

Die folgende Liste zeigt, wie viele Bits notwendig sind, um Qubits nachzubilden.

1 Qubit benötigt 256 herkömmliche Bits.

2 Qubits benötigen 512 herkömmliche Bits.

10 Qubits benötigen 16 herkömmliche Kilo-Byte.

20 Qubits benötigen 16 herkömmliche Mega-Byte.

30 Qubits benötigen 16 herkömmliche Giga-Byte.

31 Qubits benötigen 32 herkömmliche Giga-Byte.

Jedes weitere Qubit verdoppelt also die benötigte Anzahl von herkömmlichen Bits.

Die Leistungsfähigkeit eines Quantencomputers steigt also exponentiell. Und so geht es weiter:

45 Qubits benötigen ca. die Speichergröße des größten herkömmlichen Supercomputers.

50 Qubits, die „Quanten-Überlegenheit“-Grenze: Die Grenze an dem ein Quantencomputer gewisse Berechnungen durchführen kann, die mit keinem der aktuellen Supercomputer durchführbar sind.

250 Qubits: Die absolute Grenze, die überhaupt machbar wäre für herkömmliche Computer.

Um einen 250 Qubit-Quantencomputer nachzubilden, müsste ein herkömmlicher Computer jedes Atom im Universum als herkömmliches Bit verwenden...

Aber in dem wir am Ende das Ergebnis des Quantenprogramms aus den Qubits auslesen, tun wir aber genau das. In diesem Moment „zerfallen“ die gleichzeitig vorhandenen Werte und übrig bleibt nur ein einziger Wert der darüber hinaus auch noch zufällig gewählt wird. ¶¶

Computer: ein Überblick

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Dr. Paulo Heitlinger