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Quantencomputer

Fakultät Informatik » Institut für Technische Informatik » Professur für VLSI-Entwurfssysteme, Diagnostik und Architektur. Quantencomputer. Die Computer der Zukunft?. Dresden, 28.11.2012. Gliederung. Motivation Allgemeine Funktionsweise Quantenregister Funktionsgatter

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Presentation Transcript

  1. Fakultät Informatik » Institut für Technische Informatik » Professur für VLSI-Entwurfssysteme, Diagnostik und Architektur Quantencomputer Die Computer der Zukunft? Dresden, 28.11.2012

  2. Gliederung Motivation Allgemeine Funktionsweise Quantenregister Funktionsgatter Geschichtliches und Aktuelles Anwendungen für Quantencomputer Ausblick Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 2 von XY

  3. Motivation Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 3 von XY

  4. Serge Haroche (* 11.09.1944) David J. Wineland (* 24.02.1944) Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 4 von XY

  5. Allgemeine Funktionsweise Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 5 von XY

  6. Superposition 0 1 0 oder 1 Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 6 von XY

  7. Messung Verschränkung Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 7 von XY

  8. Quantenregister Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 8 von XY

  9. Quantenregister speichern ähnlich wie klassische Register eine Bitsequenz • Ein Quantenregister der Länge n speichert n Qubits • Beispiele für Aneinanderkettung: • Auch Superposition (Überlagerung) möglich: Quantenregister Klassisches 4-Bit-Register aus D-FFs Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 9 von XY

  10. Funktionsgatter Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 10 von XY

  11. 1-Bit-Gatter Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 11 von XY

  12. 2-Bit-Gatter Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 12 von XY

  13. Geschichtliches und Aktuelles Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 13 von XY

  14. Geschichtliches und Aktuelles 2002: Faktorisierender Zahl 15 (in 5 und 3) mit 7 Qubits 2005: erstes Quantenbyte 2007: Erster kommerzieller Quantenrechner von D-Wave –Systems 2008: D-Wave vermarktet 128-Qubit-Rechner 2011: Faktorzerlegung von 143 mit 4 Qubits 2012: Berechnung von Ramsey-Zahl R(8,2) mit 84 Qubits Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 14 von XY

  15. Wie viele Gäste braucht man mindestens, wenn es unter ihnen eine Gruppe geben soll, in der sich 3 gegenseitig kennen bzw. eine Gruppe von 3 Gästen, die sich noch nicht kennen? Ramsey-Algorithmus (1) Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 15 von XY

  16. Wie viele Gäste braucht man mindestens, wenn es unter ihnen eine Gruppe geben soll, in der sich 3 gegenseitig kennen bzw. eine Gruppe von 3 Gästen, die sich noch nicht kennen? Ramsey-Algorithmus (2) Lösung: R(3,3) = 6 Blaue Kante: Gäste kennen sich Rote Kante: Gäste kennen sich nicht Quelle: D-Wave Systems Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 16 von XY

  17. ungarischer Mathematiker Paul Erdös: Würden Aliens auf der Erde landen und uns nur am Leben lassen, wenn wir ihnen binnen eines Jahres die Ramsey-Zahl R(5,5) nennen könnten, müsste die Menschheit fix ihre klügsten Köpfe und die besten Rechner versammeln. Dann hätte sie vielleicht eine Chance zu überleben. Würden die Aliens hingegen R(6,6) von uns wissen wollten, sollten wir besser sofort zum Gegenangriff übergehen. Denn R(6,6) wäre schon zu schwierig zu lösen. Ramsey-Algorithmus (3) Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 17 von XY

  18. Anwendungen für Quantencomputer Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 18 von XY

  19. Design auf Molekularebene Durchsuchen von Datenbanken Schachcomputer Optische Atomuhren Kryptographie Anwendungen Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 19 von XY

  20. Ausblick Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 20 von XY

  21. Quellen http://itp1.uni-stuttgart.de/lehre/vorlesungen/hauptseminar/ss2011/13_Vortrag_Maier.pdf http://de.wikipedia.org/wiki/Quantencomputer http://www.quantencomputer.de/ http://www.heise.de/tr/artikel/Frischer-Wind-fuers-Quantencomputing-1417416.html http://www.zeit.de/wissen/2012-10/nobelpreis-physik-preistraeger http://www.welt.de/wissenschaft/article109720739/Einblicke-in-die-bizarre-Welt-der-Quantenphysik.html http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Quantengatter http://www.heise.de/tp/artikel/37/37896/1.html http://homepages.physik.uni-muenchen.de/~milq/quantencomp/quantencomputer.pdf http://www.heise.de/newsticker/meldung/Erstes-Quantenbyte-erzeugt-153527.html Dresden, 28.11.2012 Quantencomputer Folie Nr. 21 von XY

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