4.1 Quantencomputer Flashcards
Chipdesigns - Problem
stoßen an physikalischen Grenzen des halbleiterbasierten Hardware-Konzepts
halbleiterbasierten Hardware-Konzept - zukünftig
aktuelle exponentielle Zunahme wird in absehbarer Zeit ein Ende finden:
* Größe
* Komplexität
* Ausführungsgeschwindigkeit von Recheneinheiten
halbleiterbasierten Hardware-Konzept - Lösung
- parallele und verteilte Technologien
- völlig neue Computertechniken - Quanteninformatik
klassische Computer - Funktion
- stellt Informationen in Form von Bits dar:
- elementare Einheiten
- können zu einem bestimmten Zeitpunkt nur den Wert 0 oder 1 annehmen
Quantencomputing - Funktion
Nutzung des aus Quantenphysik abgeleitete quantentheoretische Konzept der Superposition (Überlagerung)
Quantenphysik
- Teilgebiet der Physik
- beschreibt Verhalten von Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen
quantentheoretisches Konzept der Superposition - Erklärung
- jede Summe von Quantenzuständen ist selbst ein Quantenzustand
- jeder Quantenzustand kann als Summe von zwei oder mehr anderen Quantenzuständen ausgedrückt werden
quantentheoretisches Konzept der Superposition - Anwendung auf Darstellung von Informationen
führt zum Konzept des Qubits:
* können nicht nur die beiden Zustände eines klassischen Bits (entweder 0 oder 1) annehmen
* sondern auch Überlagerung dieser Zustände
Kernpunkte der Quanteninformatik - Begriff Quant
- von einem Zweig der Physik, der Quantenmechanik, übernommen
- wurde auf Suche nach mathematischer Beschreibung des ungewöhnlichen Verhaltens von subatomaren Teilchen entwickelt
Kernpunkte der Quanteninformatik - Chancen durch Quantencomputing
- neue Technologie
- könnte Fähigkeit zur Informationsverarbeitung erheblich verbessern
- noch nicht kommerziell verfügbar
- wird von staatlichen Forschungsinstituten und großen Unternehmen erforscht
Kernpunkte der Quanteninformatik - Quantencomputing relativieren
- bringt nicht unbedingt Verbesserungen bei allen Rechenaufgaben mit sich
- klassische Algorithmen für viele wichtige Anwendungen weisen vergleichbare Leistung auf wie ihre Quanten-Gegenstücke
Kernpunkte der Quanteninformatik - Auswirkungen auf die Kryptografie
- könnte heute gängigsten Verschlüsselungsalgorithmen unbrauchbar machen
- könnte völlig neue Verschlüsselungsmethoden ermöglichen
Kernpunkte der Quanteninformatik - Einfluss auf KI
- Quantenmechanik ist probabilistische Theorie
- Quantencomputing als besonders geeignet für Such- und Optimierungsaufgaben
-> Einfluss auf KI
