Quanten Computing hat zwei Herausforderungen: Die Konkretisierung der Hardware, also des “Prozessors“ sowie Erzeugung geeigneter Mathematik für denselbigen.
Quantum Computing
Aktualisiert: 12. Jan. 2024
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Aktualisiert: 12. Jan. 2024
Quanten Computing hat zwei Herausforderungen: Die Konkretisierung der Hardware, also des “Prozessors“ sowie Erzeugung geeigneter Mathematik für denselbigen.
Ein Halbleiter-IC, der Qubits als Nano-Ströme auf engstem Raum erzeugt, basiert auf der Nutzung von **Silizium-Quantenbits** (Qubits). Hier ist eine Beschreibung, wie ein solcher IC funktionieren könnte:
### Aufbau und Funktionsweise
1. **Silizium-Quantenpunkte**: Die Qubits werden in winzigen Silizium-Quantenpunkten gespeichert. Diese Quantenpunkte sind so klein, dass sie die Quantenzustände von Elektronen kontrollieren können. Der **Elektronenspin** in diesen Quantenpunkten dient als Qubit¹.
2. **Superposition und Verschränkung**: Die Qubits können sich in einem Zustand der Superposition befinden, was bedeutet, dass sie gleichzeitig die Zustände 0 und 1 annehmen können. Durch spezielle Schaltungen können diese Qubits auch miteinander verschränkt werden, was für die Quantenberechnung entscheidend ist¹.
3. **Kontrolle durch elektrische Felder**: Die Quantenzustände der Elektronen werden durch präzise angelegte elektrische Felder kontrolliert. Diese…
Mittlerweile hat das Thema eine Eigendynamik entwickelt…
Die Berechnung der Interferenz von Qubits ist ein komplexes Thema, das tiefgehende Kenntnisse in Quantenmechanik und Quantencomputing erfordert. Hier ist ein einfaches Python-Skript, das die Interferenz von zwei Qubits unter Verwendung der Qiskit-Bibliothek simuliert. Dieses Skript setzt voraus, dass Sie Qiskit installiert haben, eine Open-Source-Quantencomputing-Softwareentwicklungsbibliothek:
```python
from qiskit import QuantumCircuit, execute, Aer
# Erstellen eines Quantenschaltkreises mit 2 Qubits
qc = QuantumCircuit(2)
# Anwenden der Hadamard-Gatter auf beide Qubits, um Superposition zu erzeugen
qc.h(0)
qc.h(1)
# Anwenden eines CNOT-Gatters, um die Qubits zu verschränken
qc.cx(0, 1)
# Durchführen einer Messung
qc.measure_all()
# Ausführen des Schaltkreises auf dem Qasm-Simulator
simulator = Aer.get_backend('qasm_simulator')
result = execute(qc, simulator, shots=1000).result()
# Ausgabe der Ergebnisse
counts = result.get_counts(qc)
print(counts)
```
Dieses Skript führt einen einfachen…
Quantum Computing bietet neue Ansätze, um einige der größten Rätsel der Physik zu erforschen, einschließlich der Natur der Dunklen Energie. Hier sind einige aktuelle Forschungsergebnisse:
- Quantum-enhanced screened dark energy detection: Eine Studie schlägt ein Experiment vor, das auf einem Bose-Einstein-Kondensat-Interferometer basiert, um die Modelle der fünften Kraft stark einzuschränken. Zusätzliche Skalarfelder aus modifizierten Gravitationstheorien oder höherdimensionalen Theorien könnten für die Dunkle Energie und die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich sein. Diese Theorien haben zu vorgeschlagenen Abschirmmechanismen geführt, die innerhalb der engen experimentellen Grenzen für die Suche nach einer fünften Kraft liegen. Das vorgeschlagene Experiment könnte die bestehenden Einschränkungen für diese Abschirmmodelle um viele Größenordnungen verbessern¹.
- Quantum Computing für inflationäre, Dunkle Energie und Dunkle Materie Kosmologie: Quantum Computing könnte…