Reise in die Quantenzeit 04

Quantencomputer – Mehrere Qubits

Natürlich kann ein Quantencomputer mit nur einem Qubit keine Wunder vollbringen. Wir brauchen also weitere Qubits.

Unten findest du einen Schaltkreis mit zwei Qubits. Wie viele verschiedene Messergebnisse kannst du durch Anwendung von Gattern herstellen?

Hinweise

Das X-Gatter stellt die Quantenversion des NICHT-Gatters von klassischen Computern dar.
Das Hadamard-Gatter H überführt die Basiszustände 0 und 1 in eine gleichmäßige Superposition.

Meine Messungen

Lösung

Es sind vier Stück: 00, 01, 10 und 11. Eine Möglichkeit diese Messergebnisse zu erzielen, ist es, ein H-Gatter auf das erste und zweite Qubit anzuwenden und mehrere Messungen durchzuführen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Startwerte der Qubits anzupassen.

Ein Gatter für 2 Qubits

Außerdem brauchen wir ein Gatter, das mit zwei Qubits arbeitet. Um zu verstehen, warum dieses Gatter einen echten Vorteil für Quantencomputer liefert, wollen wir uns erst einmal seine grundlegende Funktionsweise ansehen.

Unten findest du ein Gatter, das mit zwei Qubits arbeitet. Beschreibe den Effekt dieses Gatters in eigenen Worten, indem du verschiedene Eingabewerte ausprobierst und mehrere Messungen durchführst.

Meine Messungen

Lösung

Wenn das sog. Kontroll-Qubit (im Beispiel das obere Qubit) im Zustand 1 ist, wird der Zustand des Ziel-Qubits (im Beispiel das untere Qubit) verändert, d.h. aus 0 wird 1 und aus 1 wird 0. Ist das Kontroll-Qubit im Zustand 0, passiert mit dem Ziel-Qubit nichts.