Sechs technische Konzepte für Quantencomputer

Welche Grundlagentechnik kann tausende oder Millionen stabile Qubits liefern und damit das Rennen um den ersten praktischen Quantencomputer gewinnen?

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(Bild: Graham Carlow / IBM)

Von
  • Sabine Hossenfelder
Inhaltsverzeichnis

Quantencomputer sind derzeit eines der verheißungsvollsten Entwicklungsfelder; voraussichtlich stehen wir ganz am Anfang einer Phase technischer Durchbrüche und überraschender Anwendungen. So viele verschiedene Unternehmen und Institute arbeiten an der Realisierung des Quantencomputers, dass es schwierig ist, den Überblick zu behalten. Zumal die Marktteilnehmer ganz unterschiedliche technische Ansätze verfolgen.

Die entscheidende Grundlage für das Quantencomputing bilden die Quantenbits oder kurz: Qubits. Dabei handelt es sich um Zweizustandssysteme der Quantenmechanik. Im Gegensatz zu herkömmlichen Bits der klassischen Computertechnik, die lediglich entweder den Wert 0 oder 1 annehmen, kann ein Qubit beliebige Kombinationen seiner beiden Zustände verkörpern.

Doch die wahre Magie des Quantencomputing liegt in der Möglichkeit, Qubits miteinander zu verschränken. Die Verschränkung ist eine quantenmechanische Korrelation, für die es nichts Vergleichbares in der Welt der makroskopischen Dinge gibt. Sie führt dazu, dass sich die verschränkten Qubits einen gemeinsamen Zustand teilen beziehungsweise ein mehrteiliges Quantenobjekt bilden. Wird eines dieser Qubits manipuliert, ändern sich zugleich alle mit ihm verschränkten Qubits, die Beziehungen zwischen ihnen bleiben erhalten.

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