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ePaper created 2012-08-13, 12:47:40 | version 1.24.0
16 Forschen in Jülich 2 | 2012 Die Rechenkunst des Quantencomputers D ie Zukunft hat schon begonnen. Das wird mancher denken, wenn er liest, dass man seit 2011 beim kanadischen Unternehmen D-Wave Quantencomputer kaufen kann. Wäh- rend alle gängigen PCs, Smartphones und Höchstleistungsrechner als kleinste Informationseinheiten Bits verwenden, die nur die Werte 0 und 1 annehmen können, arbeiten Quantencomputer mit Quanten-Bits, kurz Qubits, die aus vielen sich überlagernden Zuständen bestehen. Dadurch sind Quantencomputer prinzipi- ell in der Lage, anders als herkömmliche Prozessoren mit jedem Schaltvorgang viele Rechenoperationen gleichzeitig durchzuführen. Vor allem deshalb hoffen Physiker seit den 1980er-Jahren, dass Quantencomputer bestimmte Rechen- aufgaben mit unvorstellbarer Geschwin- digkeit lösen könnten. Verblüffende Variante Für Quantencomputer haben die Ex- perten bisher überwiegend ein Konzept verfolgt, bei dem die Qubits von Teilchen – zum Beispiel von Atomkernen – gebil- det werden, deren quantenmechani- scher Drehimpuls, der Spin, gezielt be- einflusst werden kann. „Bei solchen Quantencomputern wird versucht, die Logik, die ein normaler Computer für das Addieren, Multiplizieren und überhaupt das Rechnen braucht, auf die Drehung einzelner Spins zu übertragen“, erläutert Thomas Neuhaus von der Jülicher For- schergruppe „Quantum Information Pro- cessing“. Das Problem: Jeder einzelne Spin muss sehr präzise eingestellt wer- den, was bereits für reale Systeme von lediglich vier oder acht Qubits sehr schwierig ist. Neuhaus beschäftigt sich dagegen mit der Theorie einer neuen und be sonders verblüffenden Variante des Quantencomputers. Diese Variante, den adiabatischen Quantencomputer, hat Lange existierten Quantencomputer nur als Utopie in den Köpfen von Physikern. Inzwischen gibt es sie wirklich. Welche Probleme sich mit ihnen künftig womöglich lösen lassen, kann man theoretisch untersuchen – der Physiker Privatdozent Dr. Thomas Neuhaus nutzt dazu herkömmliche, aber extrem leistungsstarke Rechner: die Jülicher Supercomputer. Mathematische Formeln und die Jülicher Superrechner (im Hintergrund) sind das Handwerkszeug von Privatdozent Dr. Thomas Neuhaus, der die mögliche Leistungsfähigkeit künftiger Quanten computer erforscht.