ler totalmente Quantencomputing: Qubits, Quantenschaltungen und Quantenalgorithmen (German Edition)

Quantencomputing entstand aus der Verbindung von Informatik und Quantenmechanik mit dem Ziel zu untersuchen, ob die von der Quantentheorie beschriebenen physikalischen Ressourcen – wie Superposition, Interferenz und Verschränkung – genutzt werden können, um Rechenmodelle zu entwickeln, die leistungsfähiger sind als klassische Modelle. Die seit den 1980er-Jahren bis heute entwickelte Antwort lautet für bestimmte Problemklassen: ja. Dazu gehören die Faktorisierung ganzer Zahlen, das Problem des diskreten Logarithmus, die Simulation von Quantensystemen und die unstrukturierte Suche.

Dieses Buch bietet eine einführende, zugleich aber inhaltlich substanzielle Darstellung des Fachgebiets. Ausgehend vom Qubit und der Bloch-Kugel behandelt es Systeme mit mehreren Qubits, Tensorprodukte und Verschränkung; anschließend werden Quantengatter und das Schaltungsmodell entwickelt. Es folgen die paradigmatischen Quantenalgorithmen von Deutsch–Jozsa bis Shor und Grover. Abschließend werden die Themen behandelt, die für die physikalische Realisierbarkeit des Quantencomputings entscheidend sind: Rauschen, Quantenkanäle, Fehlerkorrekturcodes und alternative Modelle zum Standard-Schaltungsmodell.

Das Buch richtet sich an Studierende der Informatik, Physik, Mathematik und Ingenieurwissenschaften im Grundstudium. Es enthält mehr als einhundert Übungsaufgaben mit jeweils angegebenem Ergebnis; die ausführlichen Lösungen werden in einem abschließenden Kapitel dargestellt.

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