Seite 4: Quantencomputer brauchen gute Ideen und Formulierungen

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Zusammengefasst lassen sich Qubits auf der Bloch-Sphäre oder als Vektoren darstellen und von Quantengattern beeinflussen. Grundsätzlich liegen dem Vorteil eines Quantencomputers drei vielversprechende Eigenschaften zu Grunde: Superposition, Interferenz und Verschränkung.

Bei der Quanten-Fourier-Transformation werden diese genutzt, um Wissen von der Computational Basis in der Phasenebene (engl. Frequency Basis) um den Äquator darzustellen. Andersherum genutzt, kann eine invertierte Quanten-Fourier-Transformation die Phase eines Quantenzustandes ausfindig machen.

Quantum Phase Estimation schafft es noch genauer, Periodizitäten in Funktionen zu finden. Gemeinsam bilden QFT und QPE die Subroutinen des Shor-Algorithmus.

Quantencomputer funktionieren auf eine neue Art und Weise, von Hardware bis Software, und werden beim Lösen moderner Probleme helfen. Die Schwierigkeit liegt darin, Probleme so zu formulieren, dass sie mit Matrizen und Phasen kompatibel sind. Ebenso wie der Shor-Algorithmus ein Faktorisierungsproblem in ein Phasenproblem umwandelt, verstecken sich an vielen Stellen Möglichkeiten dafür, ein schwieriges Problem mit neuen Gedankenimpulsen in ein einfaches Problem für Quantencomputer umzuformulieren.

Für neue Gedankenimpulse und spannenden Austausch braucht es unterschiedliche Berufsfelder, um neue Wege zu beschreiten und eine Community um die Quantenprogrammierung wachsen zu lassen. Daher sind auch Neulinge dazu aufgerufen, beispielsweise über die Cloud einzusteigen und sich mit den Basics vertraut zu machen – denn Quantenprogrammierung ist mehr als nur eine Phase.

Alexandra Waldherr
ist Masterstudentin im Bereich Drug Development, ihre BSc.-Arbeit hat sie dem Thema Machine Learning in Antibiotic Discovery gewidmet. Sie war an Forschungen am CERN und ESRF beteiligt und arbeitet derzeit nebenbei beratend an Quantum-Machine-Learning-Projekten in Österreich.

(mai)