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Herausforderung an die Zukunft – der Quantencomputer

Dr. Renato Renner, Institut für theoretische Physik, ETH Zürich
Freitag, 8. März 2013, 20.00 Uhr
ZHAW, grosser Physikhörsaal, Technikumstrasse 9, 8400 Winterthur

In der Quantenphysik treten Phänomene auf, die uns in unserer Alltagswelt fremd sind. Beispielsweise können sich Atome wie Lichtwellen verhalten. Die Teilchen sind dann nicht mehr eindeutig lokalisierbar, und der Begriff der «Position eines Teilchens» verliert seine übliche Bedeutung. Zudem können Teilchen gemäss den Gesetzen der Quantenmechanik miteinander «verschränkt» sein. Das bedeutet, dass zwei Teilchen, auch wenn sie sich beliebig weit voneinander entfernt aufhalten, immer exakt dasselbe Verhalten aufweisen. Quantencomputer machen sich solche quantenphysikalischen Phänomene zu Nutze, um Aufgaben zu lösen, welche jeden herkömmlichen Computer überfordern würden. Sie speichern beispielsweise Daten nicht als eine Folge von Bits (mit den Werten 0 oder 1), sondern verwenden «Quanten-Bits». Ähnlich wie die oben beschriebenen Teilchen können diese miteinander «verschränkt» sein. Dies eröffnet neue Möglichkeiten der Informationsverarbeitung.

Der Weg zum voll funktionstüchtigen Quantencomputer ist noch lang. Trotzdem gelang es in den letzten zehn Jahren einzelne Quanten-Bits in besserer Qualität im Labor herzustellen. Die Schweiz ist in diesem Bereich führend. Doch es stellen sich neue Probleme. Ein Quantencomputer wäre etwa in der Lage, die heute üblichen Verschlüsselungsverfahren (beim Online-Banking) zu brechen. Doch die Physik bietet wiederum Hand zu einer Lösung. Gemäss den Gesetzen der Quantenmechanik ist es nämlich nicht möglich, Daten zu kopieren (oder zu stehlen), ohne Spuren zu hinterlassen. Diese Eigenschaft wird ausgenutzt, um Daten abhörsicherer zu übertragen.

Der Vortrag ist öffentlich und gratis. Gäste sind herzlich willkommen.

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