Physik: Die Theorie des Quantencomputers
Released by matroid on Mi. 05. September 2007 12:21:22 [Statistics]
Written by Site - 3253 x read [Outline] Printable version Printer-friendly version -  Choose language   
Physik

\(\begingroup\)
Die Theorie des Quantencomputers

Die Entwicklung der Theorie zum Quantencomputer definierte den Zusammenhang zwischen Physik und Informatik neu. Dieser Artikel bietet eine leicht lesbare Einführung in das viel beforschte Gebiet des Quantencomputers. Geschrieben für Physiker und Studenten der Physik, die sich für das Thema interessieren und einen unkomplizierten Einstieg suchen.
Qubit Das Qubit als Spaltenvektor


Der Artikel ist nur als PDF verfügbar: Die Theorie des Quantencomputers
\(\endgroup\)
Get link to this article Get link to this article  Printable version Printer-friendly version -  Choose language     Kommentare zeigen Comments  
pdfpdf-Datei zum Artikel öffnen, 162 KB, vom 05.09.2007 00:53:54, bisher 8498 Downloads


Arbeitsgruppe Alexandria Dieser Artikel ist im Verzeichnis der Arbeitsgruppe Alexandria eingetragen:
: Physik :: Informatik :: Quanteninformation :: Quantencomputer :: Deutsch-Algorithmus :: Qubit :: Logikgatter :: Quantengatter :: Simulationen :: Hadamard-Gatter :: Algorithmen :: Shor-Alogrithmus :: Primfaktorzerlegung :: Quantenteleportation :: No-Cloning-Theorem :: Quantenkryptographie :: Dekohärenz :
Die Theorie des Quantencomputers [von Site]  
Dieser Artikel bietet eine leicht lesbare Einführung in das viel beforschte Gebiet des Quantencomputers. Geschrieben für Physiker und Studenten der Physik, die sich für das Thema interessieren und einen unkomplizierten Einstieg suchen.
[Die Arbeitsgruppe Alexandria katalogisiert die Artikel auf dem Matheplaneten]

 
 
Aufrufzähler 3253
 
Aufrufstatistik des Artikels
Insgesamt 53 externe Seitenaufrufe zwischen 2012.01 und 2021.12 [Anzeigen]
DomainAnzahlProz
http://matheplanet.com11.9%1.9 %
http://google.de4177.4%77.4 %
https://www.bing.com23.8%3.8 %
http://google.es23.8%3.8 %
https://google.de23.8%3.8 %
http://google.at23.8%3.8 %
http://google.com23.8%3.8 %
http://suche.web.de11.9%1.9 %

Häufige Aufrufer in früheren Monaten
Insgesamt 29 häufige Aufrufer [Anzeigen]
DatumAufrufer-URL
2012-2016 (20x)http://google.de/url?sa=t&rct=j&q=
2012-2013 (5x)http://google.de/url?sa=t&rct=j&q=theorie quantencomputer
201201-01 (4x)http://google.de/url?sa=t&rct=j&q=Theorie des Quantencomputers

[Top of page]

"Physik: Die Theorie des Quantencomputers" | 11 Comments
The authors of the comments are responsible for the content.

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: kostja am: Mi. 05. September 2007 14:07:37
\(\begingroup\)Danke für Deinen Artikel. Ich werde ihn sobald wie möglich nach dem VD lesen. 😄 Hört sich sehr interessant an. Gruß Konstantin\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Ex_Mitglied_40174 am: Do. 06. September 2007 09:50:57
\(\begingroup\)Ich hab den Artikel gelesen, sehr interessant!! Thx dafür. Wobei ich mich am Schluß gefragt habe bzw. nach der Schlußfolgerung wieso der Q-Rechner technisch nicht realisierbar sein sollte. Gruß\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Site am: Do. 06. September 2007 11:22:48
\(\begingroup\)Danke für den Hinweis. Die Schwierigkeit liegt darin, daß ich mich im Artikel auf die Theorie des Quantencomputers beschränken will. Jedoch kein einziges Wort zur technischen Umsetzung zu verlieren, würde möglicherweise eine unangemessene Euphorie beim Leser in bezug auf den Quantencomputer hervorrufen. Hier mußte ich also einen Kompromiß suchen. Je nachdem, wie die weiteren Meinungen sind, kann ich gern noch ein paar Sätze mehr zu den Schwierigkeiten der technischen Umsetzung einfügen. Gruß Youness\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Jockel am: Do. 06. September 2007 12:29:01
\(\begingroup\)Hallo, ist wahrscheinlich sehr interessant, allerdings für mich als nicht Physiker schwer zu lesen. Stell ich mich da gerade doof an, oder sind da doch fundierte Physik-Kenntnisse nötig und wenn ja, in welche Richtung sollte man sich da einlesen? Gruss, Jockel\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Site am: Do. 06. September 2007 13:05:04
\(\begingroup\)Hallo, Jockel. Fundierte Kenntnisse sind es nicht unbedingt, die zum Verständnis des Artikels nötig sind, aber doch ein gewisses Grundlagenwissen über die Quantenmechanik und eine Vertrautheit mit dem Formalismus (insbesondere der sog. Dirac-Notation). Zwar findet man die nötigen Darstellungen in jedem einführenden Buch zur Quantenmechanik, doch wäre das für einen Nicht-Physiker wie dich wahrscheinlich ein zu großer Aufwand. Im Internet fand ich ein Skript aus Freiburg, dem es meiner Meinung nach sehr gut gelingt, ohne sich in Details zu verlieren, den Formalismus und die Grundgedanken der Quantenmechanik näher zu bringen. Die ersten ca. 20 bis 30 Seiten dürften für dich interessant sein. Youness\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Jockel am: Do. 06. September 2007 13:33:15
\(\begingroup\)Vielen Dank für die Mühe! Mich als Informatiker hat es schon immer gestört, dass ich von Quantencomputern nicht mal ansatzweise Ahnung habe. Ich werde diese Gelegenheit, also deinen Artikel, nutzen, um diese Bilungslücke zu schliessen. Danke nochmals für den Link und Artikel. Gruss Jockel\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: InfoGeek am: Fr. 07. September 2007 14:41:38
\(\begingroup\)@Youness von mir ist der Kommentar "Anonymous am Do. 06. September 2007 09:50:57" leider war ich nicht angemeldet, @Matroid wäre schön wenn du das in der DB fixen könntest. Ich bin zwar auch kein Phsyiker, aber studiere Informatik auf Ing. daher hab ich ein gewissen Einblick in die Physik bzw. daher würde mich die technische nicht Realisierbarkeit noch viel eher interessieren. Gruß und Danke \(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: kostja am: Mi. 12. September 2007 14:30:41
\(\begingroup\)So, endlich kam ich in den Genuss Deines Artikels. Hab einen großen Dank dafür, dass Du ihn uns zur Verfügung stellst. Nach der Lektüre stellen sich mir jedoch noch ein paar Fragen.
  1. Kryptographie und Sicherheit

    Auf einen Quantenkanal machen einige sich zwei Parteien auf einen gemeinsamen Schlüssel und können auf einem belieibigen Signifikanzniveau < 100% (dann müssten sie ja den ganzen Schlüssel auf einem unsicheren Kanal abgleichen) sicher sein, dass niemand abgehört hat. Das klingt relativ gut ;-). Aber danach findet die verschlüsselte Kommunikation doch wieder auf einer klassischen Leitung statt, so dass immer noch die Gefahr besteht, dass ein Angreifer die Nachtricht ohne Kenntniss des Schlüssels entschlüsseln kann. Das Bedeutet also, dass sich das No-Cloning Theorem sich insofern positiv bermerkbar macht, als dass man vor jeder Kommunikaition einen beliebig langen und neuen Schlüssel generieren kann. Es garantiert mir jedoch keine 100% Sicherheit. Würde der Angreifer zu dem über einen Quantencomputer mit einer Shor Implementierung besitzen, wäre dieser Vorteil praktischerweise wieder dahin, oder?

  2. No-Cloning-Theorem

    Das No-Cloning-Theorem scheint weitaus größere Probleme zu bereiten, als dass es für die Kryptographie Vorteile liefert. Die Unmöglichkeit einen Zustand zu kopieren verbietet es doch in einem Algorithmus zwei Unter-Algorithmen mit ein und demselben Zustand aufzurufen. Stellt das "Programmierer" nicht vor eine unüberwindbare Hürde?

MfG Konstantin\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Site am: Mi. 12. September 2007 15:35:29
\(\begingroup\)Hallo, Konstantin - und Glückwunsch noch mal zum sehr guten Vordiplom! Deine erste Frage läßt sich relativ einfach beantworten, ich habe das Thema im Artikel schließlich nicht ausführlich dargestellt. Du hast recht, daß der Vorteil dahin wäre, würde man Verschlüsselung im heutigen Stil verwenden (die sich mit einem Shor-Algorithmus mit Hilfe eines großen Quantencomputers prinzipiell knacken ließe). Deswegen würde man auf andere Art und Weise verschlüsseln. Die Idee, die ich hierzu kenne, ist eine ganz alte: Man überträgt einen Schlüssel, der ebenso lang ist wie die zu übermittelnde Nachricht selbst. Der Schlüssel wird dann vom Sender bitweise mit der Nachricht verknüpft. Die veränderte Nachricht wird schließlich auf die Reise geschickt. Historisch hat diese Idee der sicheren Übertragung schon Anwendung im Kalten Krieg gefunden, als die Regierungen der beiden Supermächte für gegenseitige wichtige Mitteilungen einen langen Schlüssel austauschten. Nur kann man den Naturgesetzen (bei der Quantenkryptographie) wohl mehr trauen als den Agenten, welche einen Schlüssel mühsam überbringen. Zu deiner zweiten Frage: Du hast recht, das No-Cloning-Theorem bereitet große Schwierigkeiten. Die Codes zur Fehlerkorrektur sind nur ein Beispiel, das aber glücklicherweise gelöst wurde. Ich kann mir nicht vorstellen (wobei ich nicht die Kompetenz habe, das abschließend zu beurteilen), daß man schon insgesamt weiß, wie man in einem hypothetischen Quantencomputer den Einsatz von Kopien durch andere Verfahren ersetzen kann. Eine Idee ist die Verwendung von unvollständigem Klonen, so daß man, wenn auch nicht den gesamten Zustand, so doch wenigstens die für einen konkreten Algorithmus wesentlichen Bestandteile (evtl. näherungsweise) kopieren kann. Youness\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: Ex_Mitglied_40174 am: Sa. 03. November 2007 22:26:40
\(\begingroup\)Eine Sache ist ein falsch formuliert: Seite 7: Primfaktorzerlegung und diskreter Logarithmus: Es ist nicht bekannt, ob ein Quantencomputer dort jemals seinen (exponentiellen) Vorteil ausspielen kann. Zitat: "basieren doch zentrale Verschlüsselungsmethoden darauf, daß eine solche Zerlegung mit *heutigen Computern* nur mit exponentiellem Aufwand geschehen kann." korrekt wäre "heutigen Algorithmen" Die Mathematiker haben lediglich noch nichts besseres gefunden 😄\(\endgroup\)
 

Re: Die Theorie des Quantencomputers
von: mehrdennje am: Do. 02. Juli 2009 00:27:47
\(\begingroup\)Ich habe ihn auch gelesen und finde ihn sehr gut. Die angesprochene technische Umsetzung könnte aber trotz deinen Bedenken angesprochen werden, finde ich. \(\endgroup\)
 

 
All logos and trademarks in this site are property of their respective owner. The comments are property of their posters, all the rest © 2001-2021 by Matroids Matheplanet
This web site was originally made with PHP-Nuke, a former web portal system written in PHP that seems no longer to be maintained nor supported. PHP-Nuke is Free Software released under the GNU/GPL license.
Ich distanziere mich von rechtswidrigen oder anstößigen Inhalten, die sich trotz aufmerksamer Prüfung hinter hier verwendeten Links verbergen mögen.
Lesen Sie die Nutzungsbedingungen, die Distanzierung, die Datenschutzerklärung und das Impressum.
[Seitenanfang]