Das besondere an Quantencomputer ist, dass es die Mechanismen der Quantenmechanik ausnutzt um Informationen zu verarbeiten und damit sind gemeint Phänomen wie Superposition, Verschränken oder Quantentunneling. Wenn es einem gelingt dies zu machen, kann man Effizienz erreichen, die mit klassischen Computern nahezu unmöglich ist.
Ein Quantenbit (Qubit) ist das Synonym des Bits für den klassischen Computer.
Das Qubits in Quantencomputer Funktionieren dank zwei Schlüsselprinzipien der Quantenphysik, die oben erwähnt worden:
Superposition: bedeutet dass ein Qubit nicht nur ein Zustand 0 oder 1 annehmen kann, wie der klassische Bit, sondern auch 0 und 1 gleichzeitig und alle Zustände dazwischen — Ähnlich wie ein sich drehende Münze, solange sie sich dreht kann Kopf oder Zahl kommen und erst wenn sie aufhört sich zu drehen, wird ein Ergebnis gezwungen. Auf den Qubit angewendet bedeutet dass, solange wir das geschlossene Quantensystem nicht messen, kann alle Zustände in der Bloch-Spheren Darstellung angenommen werden, erst indem wir das System messen, zwingen wir einen Zustand.
Verschränkung: bedeutet dass Qubits miteinander Wechselwirken können um größere Werte darzustellen, z.B. durch ihre Magnetfelder, so verschränkte Qubits sind abhängig voneinander. Beeinflusst man eines, werden zeitgleich auch alle Partner beeinflusst.
Zum Vergleich in einer Anordnung von klassischen Gattern erhält man 2 * n so viele Informationswerte wie Bits vorhanden sind. Ein Quantengatter mit Qubits kann hingegen viel mehr Zustände Gleichzeitig (Quantenparallelismus) 2^n annehmen.
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