Quantencomputer
Ein Quantenprozessor bzw. Quantencomputer ist ein Prozessor, dessen Funktion auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruht.

Im Unterschied zum klassischen Computer arbeitet er nicht auf der Basis der Gesetze der klassischen Physik, sondern auf der Basis quantenmechanischer Zustände. Die Verarbeitung dieser Zustände erfolgt nach quantenmechanischen Prinzipien. Hierbei sind erstens das Superpositionsprinzip (d. h. die quantenmechanische Kohärenz, analog zu den Kohärenzeffekten, siehe z. B. Holographie, in der sonst inkohärenten Optik) und zweitens die Quantenverschränkung von Bedeutung.

Theoretische Studien zeigen, dass unter Ausnutzung dieser Effekte bestimmte Probleme der Informatik, z. B. die Suche in extrem großen Datenbanken (siehe Grover-Algorithmus) und die Faktorisierung großer Zahlen (siehe Shor-Algorithmus) effizienter gelöst werden können als mit klassischen Computern. Dies würde viele mathematische Probleme leichter lösbar machen.

Der Quantencomputer war lange ein überwiegend theoretisches Konzept. Es gibt verschiedene Vorschläge, wie ein Quantencomputer realisiert werden könnte, und in kleinem Maßstab wurden einige dieser Konzepte im Labor erprobt und Quantencomputer mit wenigen Qubits realisiert. Der Rekord liegt (Anfang 2020) bei rund 50 bis 70 Qubits. Neben der Anzahl der Qubits ist aber auch zum Beispiel eine geringe Fehlerquote beim Rechnen und Auslesen wichtig und wie lange die Zustände in den Qubits fehlerfrei aufrechterhalten werden können.

Seit 2018 investieren viele Regierungen und Forschungsorganisationen sowie große Computer- und Technologiefirmen weltweit in die Entwicklung von Quantencomputern, die von vielen als eine der entstehenden Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts angesehen werden. Im Rahmen der durch die COVID-19-Pandemie hervorgerufenen Wirtschaftskrise 2020–2021 beschloss die deutsche Bundesregierung am 3. Juni 2020 ein 130 Milliarden Euro umfassendes Konjunkturprogramm, in welchem Quantentechnologien mit einem Finanzvolumen in Höhe von zwei Milliarden Euro gefördert werden sollen. Insbesondere wurde beschlossen, den Auftrag zum Bau von mindestens zwei Quantencomputern an geeignete Konsortien zu vergeben.
Q1466064
Prozessor
Concept
Q944
Quantenmechanik
Concept
Q68
Computer
Concept
Q81745
klassischen Physik
Concept
Q378201
quantenmechanischer Zustände
Concept
Q284885
Superpositionsprinzip
Concept
Q193147
Kohärenz
Concept
Q527628
Holographie
Concept
Q14620
Optik
Concept
Q215675
Quantenverschränkung
Concept
Q8513
Datenbank
Concept
Q1028292
Grover-Algorithmus
Concept
Q31835963
Faktorisierung
UNK
Q940334
Shor-Algorithmus
Concept
Q378201
Qubit
Concept
Q21074109
Schlüsseltechnologie
UNK
Q81068910
COVID-19-Pandemie
Concept
Q88599208
Wirtschaftskrise 2020–2021
Concept
Q313827
deutsche Bundesregierung
ORG
Q176555
Quantencomputer
Concept
Q176555
Quantencomputer
Concept
Q176555
Quantencomputer
Concept
Q176555
Quantencomputer
Concept
Q176555
Quantencomputer
Concept
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