Quantencomputing: Quantenspiele, IBMs Qiskit und RasQberry
IBMs Qiskit-Umgebung eignet sich, um Erfahrungen mit Quantenalgorithmen und -computern zu sammeln. Das geht im Web, auf dem Computer und sogar mit dem Raspi.
- Sebastian Bock
- David Jacob Drexlin
- Jana Foehlisch
- Ilie-Daniel Gheorghe-Pop
- Isabell Heider
- Dr. Jan-Rainer Lahmann
- Dr. Florian Neukart
- Lennart Schulze
- Dr. Nikolay Tcholtchev
Das auf der Quantenmechanik basierende Quantencomputing bietet das Potenzial für Anwendungen, die mit klassischen Computern nicht realisierbar sind. Allerdings ist die Technik selbst für viele IT-Experten schwierig zu verstehen. Neue Algorithmen und eine neue Art des Denkens sind erforderlich, um die mögliche Leistung der kommenden Quantencomputer auszuschöpfen. Dies verlangt neue Ansätze, Quantencomputing anschaulich und verständlich zu erklären.
Möglichkeiten gibt es viele, sich der neuen Technik zu nähern, sie zu verstehen und dafür zu entwickeln: angefangen bei Serious Games, die an das Thema spielerisch heranführen, über vielfältige Möglichkeiten mit IBMs freiem Quantum Software Development Kit Qiskit bis hin zum Bau eines Quantencomputermodells. Für diesen Artikel fiel die Wahl auf Qiskit, da es neben Simulatoren einen kostenfreien Zugang zu realen Quantencomputern in der Cloud bietet.
Quanten-Münzspiel
Als ein erstes Beispiel für Serious Games sei das Quanten-Münzspiel betrachtet, das die quantenphysikalischen Prinzipien Superposition und Interferenz nutzt. Zwei Spieler Alice und Bob drehen hierbei nacheinander ein und dieselbe Münze um oder belassen sie in der aktuellen Position. Die Anfangsposition ist "Kopf". Zeigt die Münze nach insgesamt drei Zügen Kopf, gewinnt Alice; liegt Zahl oben, siegt Bob. Alle Züge erfolgen verdeckt, und die Zugreihenfolge ist immer gleich: Alice beginnt, dann ist Bob an der Reihe und zuletzt spielt Alice ein zweites Mal. Weitere Regeln gibt es nicht.
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