Quantencomputer: vom Transistor zum Qubit

So wie der Transistor das bestimmende Element herkömmlicher Rechner ist, sind es bei den Quantencomputern die Qubits, die die Grundlage für diese Sorte Rechenknechte bilden.

Ein Qubit ist analog zum Bit der herkömmlichen Rechner die kleinste Speicher- und Recheneinheit in einem Quantencomputer, die aber anders als ein Bit prinzipbedingt unendlich viele verschiedene Zustände annehmen kann.

Die meisten Hersteller von Quantencomputern wie beispielsweise D-Wave benutzen dafür supraleitfähige (tiefgekühlte) Qubits wie im nebenstehenden Bild.

Die Firma Intel versucht das jetzt auch mit klassischem Silizium, bei dem sie sich dank ihrer langjährigen Fertigungspraxis als führender Chiphersteller Vorteile verspricht.

Eine Forschungsgruppe von Intel und Wissenschaftlern an der TU Delft meldete Ende 2016, jetzt Standard-Wafer mit ultrareinem Silizium für Qubits beschichten zu können. So berichtet es Technology Review online in „Warum Intel bei Quantencomputern auf Silizium setzt„.

Forscher, die mit supraleitenden Qubits arbeiten, können schon Programmcode auf Chip-Prototypen mit mehreren Qubits ausführen. Mit Silizium-Qubits hat das bisher noch niemand geschafft.

Ein funktionierender, echter Quantencomputer würde jedoch Tausende oder Millionen Qubits brauchen, um wirklich breiten Nutzen zu bieten. Der Direktor der Quanten-Hardware und Leiter des Intel-Projekts Jim Clarke argumentiert, dass Intel dieses Ziel mit Silizium-Qubits eher erreichen könne (obwohl das Unternehmen auch an der supraleitenden Variante forscht…).

Die Hoffnung dabei ist: Wenn wir die besten Transistoren herstellen, können wir mit ein paar Material- und Design-Änderungen auch die besten Qubits herstellen“, erklärt Clarke seinen Ansatz.

Sollte das dann doch nicht klappen, machen die Quantencomputer aber weiterhin, was sie schon seit Jahren tun: Sie helfen Journalisten und Bloggern durch Saure-Gurken-Zeiten. 😉

Foto: Google + Wikipedia CC 3.0 Magnus Manske

Über Klaus

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2 Kommentare zu Quantencomputer: vom Transistor zum Qubit

  1. Guter Artikel. Aber eine Anmerkung habe ich doch: Prinzipiell kann ein einzelnes Qbit tatsächlich unendlich verschiedene Zustände annehmen. Aber durch den notwendigen Messvorgang wird das Qbit trotzdem zum Zweizustandssystem, genauso wie ein klassisches Bit. Die Vorteile von Qbits werden erst sichtbar, wenn sie miteinander verschränkt werden. Betrachtet man ein klassisches Register, das aus drei Bits besteht, kann dieses in einem gegebenen Augenblick nur eine von acht verschiedenen Zahlen speichern. Ein aus drei Qbits zusammengesetztes Quantenregister kann in einem gegebenen Zeitpunkt alle acht Zahlen in Superposition speichern. Und das ist in der Tat ein Quantensprung 🙂

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