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Quantencomputer gelten als die Supercomputer der Gegenwart und Zukunft, weil sie in ungleicher Geschwindigkeit Rechenaufgaben erledigen, die für die uns bekannten Computer zu unseren Lebzeiten nicht lösbar wären. Worauf basiert die Technik und wie unterscheidet sie sich von den marktüblichen Varianten? Qubits bieten die Grundlage für abhörsichere Konferenzen und sind ein gelungenes Beispiel für Teleportation. Wie werden diese Möglichkeiten genutzt?
Herkömmliche Computer arbeiten mit Bits, die sich entweder in der Position 0 oder 1 befinden und in Höchstgeschwindigkeit ihnen gestellte Aufgaben nacheinander errechnen. Quantencomputer dagegen können verschiedene Aufgaben gleichzeitig bearbeiten und somit sehr viel schneller zum Ergebnis gelangen. Sie basieren auf Quantenbits, abgekürzt auch Qubits genannt. Die Spinorientierung eines Elektrons kann die Position 0 oder 1, 0 und 1 und auch alle Zustände dazwischen bilden. Solange das Elektron sich bewegt, ist noch alles möglich. In dem Moment, indem die Messung durchgeführt wird, wird auch die Position festgelegt.
Verschränkung bedeutet, dass Qubits miteinander wechselwirken können. Dies kann beispielsweise durch Magnetfelder geschehen. Auf diese Weise werden sie voneinander abhängig. Beeinflusst man ein Qubit, beeinflusst man auch die anderen Qubits. Über einen Sortieralgorithmus wird das optimale Ergebnis herausgefiltert. Voraussetzung ist, dass die Superposition stabil bleibt bzw. die Koherenzzeit, d.h. die Überlagerungszeit der Zustände Null und Eins, möglichst lang ist. In diesem Bereich spricht man von wenigen Millionstel Sekunden. Quantencomputer nutzen eine sogenannte Supraleitung, (das bedeutet, dass sie Strom ohne Widerstand leitet) die in der Nähe des absoluten Nullpunktes bei -273 Grad Celsius arbeitet, um die Quanten unter Kontrolle zu halten.
Können Quantencomputer jede beliebige Email knacken? Dies wird künftig vielleicht möglich sein, derzeit ist die Fehleranfälligkeit z. B. durch Geräusche noch zu groß. Abhörsicherheit ist aber jetzt schon möglich. Der Wiener Professor Anton Zeilinger hat zwei verschränkte Teilchen an zwei verschiedene Orte der Erde geschickt. Ihre Quantenzustände änderten sich auch durch die Trennung nicht. Ändert man den Quantenzustand eines Teilchens, ändert sich synchron ohne Zeitverzögerung auch der Quantenzustand des zweiten Teilchens. Das Hacken einer solchen Verbindung würde sofort bemerkt werden. Seit 2012 hat sich China dieses Phänomen nutzbar gemacht. Auf der Erde gibt es noch zuviele Störfaktoren wie Rauch oder Wasserdampf in der Luft. Fehlerquellen, die es zu beheben gilt.
Beste Vorraussetzungen bietet das Weltall. China hat es geschafft, über einen Quantencomputer in der Wüste Gobi und einen Satelliten im Weltall alles, was z.B. auf den Kongressen der Partei gesprochen wurde, durch die Teleportation von Quanten abhörsicher zu kommunizieren. Quantencomputer eröffnen faszinierende Aussichten für komplexe Probleme, wie sie in der Biologie, Chemie, Logististik und Medizin vorkommen. Startups beschäftigen sich mit dem Schreiben der Software. Sie stehen auf einer Zukunftsbrücke (future bridge). Lesen Sie auch "Emotions create a new understanding mending thoughts while standing on a future bridge".
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