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Buch über Quantencomputing

Einsteins »spukhafte Fernwirkung« bestätigt

Prof. Dr. Bettina Just
Prof. Dr. Bettina Just forscht und lehrt an der Technischen Hochschule Mittelhessen.
© THM

»Quantencomputing kompakt« lautet der Titel des aktuellen Buchs von Prof. Dr. Bettina Just. Die Mathematikerin und Informatikerin behandelt darin ein Teilgebiet der Informationstechnik mit großem Entwicklungspotenzial.

»Ich habe ein Buch geschrieben, welches ich selbst gerne gelesen hätte, als ich begonnen habe, mich mit dem Thema Quanten zu befassen. Denn von dieser seltsamen und faszinierenden Welt habe ich zunächst gar nichts verstanden, obwohl ich die Mathematik beherrschte«, erläutert die Autorin. Sie widmet sich dem Thema Quantencomputing mit dem Anspruch, eine breite Leserschaft mit lediglich elementaren Kenntnissen der Mathematik anzusprechen – mit großem Erfolg.  

In ihrem Buch befasst sich Prof. Dr. Bettina Just, die an der Technischen Hochschule Mittelhessen (THM) lehrt und forscht, zunächst mit physikalischen Aspekten, vor allem mit dem Phänomen der »Quantenverschränkung« – diese ist in der Quantenwelt immer wieder zu beobachten: Wenn man ein Quantenteilchen verändert, verwandelt sich ebenfalls ein mit ihm verschränktes Teilchen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Weil das seiner Relativitätstheorie zu widersprechen scheint, wählte Albert Einstein dafür die Bezeichnung »spukhafte Fernwirkung«. Im Buch legt die Autorin die Experimente dar, die zur Untersuchung dieses Phänomens gemacht wurden und erläutert, wie und warum sie die spukhafte Fernwirkung bestätigen.

Online-Vortrag
Screenshot eines Online-Vortrags, in dem die Autorin ihr visuelles Modell von Quanten-Algorithmen demonstriert.
© THM

Es geht auch ohne Formeln

Im zweiten Teil wendet sie sich aus der Sicht der Informatik den Quantenalgorithmen zu, besonders dem Algorithmus zur Teleportation, einer Aufgabe, die klassische Computer nicht lösen können. Quantencomputer ermöglichen Teleportation weil sie über den Mechanismus der Quantenverschränkung verfügen. Zur Erklärung der Funktionsweise bedient sich die Verfasserin einer graphischen Methode, die an der THM entwickelt und von ihr bereits in nationalen wie internationalen Fachkreisen vorgestellt wurde. So braucht man keine Formeln zu verstehen. Als Demonstration genügen kleine hin- und herwandernde Quadrate, die an den acht Ecken eines Würfels befestigt sind. Mit diesem visuellen Modell veranschaulicht Bettina Just, dass Quanten-Algorithmen, um ihren Zweck zu erfüllen, deutlich weniger Operationen ausführen müssen als herkömmliche Algorithmen. Diese Leistungsfähigkeit macht sie so interessant für IT-Anwendungen, bei denen es darauf ankommt, komplexe Sachverhalte und große Datenmengen zu bearbeiten.

Quantencomputing kompakt ist mit dem Untertitel »Spukhafte Fernwirkung und Teleportation endlich verständlich« als Softcover-Ausgabe und eBook bei Springer Vieweg erschienen.


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