Quantentechnik

Die Quantentechnik beschäftigt sich mit dem Verhalten kleiner Teilchen. In der Quantennatur oder Quantenwelt verhalten sich diese kleinen Teilchen anders, als wir in unserer Welt mit Mechanik und Thermodynamik gewohnt sind. Wir kennen das Verhalten von Festkörpern, von Flüssigkeiten und Gasen. In der Quantenwelt verändert sich die Eigenschaft oder der Zustand eines Teilchens, wenn man damit interagiert. Gleichzeitig existiert ein Wechselwirken zwischen den Teilchen.

Quantenphysik

Die Quantenphysik ist der Bereich der Physik, der sich mit dem Verhalten und der Wechselwirkung kleinster Teilchen in der Natur befasst.

Quantencomputer

Ein Quantencomputer kann viele Operationen gleichzeitig ausführen, bei denen auch örtlich voneinander entfernte Quantenbits miteinander wechselwirken können. Dabei hat man eine Beschleunigung um das 100-Millionenfache erreicht. Aufgrund der fragilen Natur eines solchen quantenmechanischen Systems ist es jedoch äußerst schwierig, Quantencomputer zu konstruieren.

Quantenbit

Ein Quantenbit (Quantum Bit), kurz QuBit, ist die Grundeinheit in einem Quantencomputer. Quantenbits können im Gegensatz zu binären Bits nicht nur 0 oder 1 sein, sondern gleichzeitig beide Zustände einnehmen.

Quantenkryptografie

Bei der Quantenkryptografie muss man unterscheiden zwischen Verfahren mit Hilfe derer herkömmliche Kryptografie gebrochen werden kann (Kryptoanalyse) und Verfahren, die Kryptografie mit Quantentechnik verbessern. Und dann existieren noch herkömmliche Verfahren, die von Quantentechnik nicht gebrochen werden kann.

Quantenoptik

Die Quantenphysik arbeitet mit komplexen verschränkten Zuständen und Qubits. Vielen Technikern und Informatikern wäre es lieber, sie könnten mit normalen Transistoren und Gattern arbeiten.
Die Quantenoptik hat dafür einen volloptischen Transistor. Hier wird durch einen präzise abgestimmten optischen Resonator ein Lichtstrahl von bis zu hundert Photonen ein einzelnes Gate-Photon gesteuert. Wie mit dem Strom über die Basis die Emitter-Kollektor-Strecke eines herkömmlichen Transistors gesteuert wird. Die Physik hinter diesem optischen Transistor entspricht der Quantenmechanik. Die aber viel schneller und energiesparender ist als Halbleiter.

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