Quantum computing verstehen: Grundlagen - Anwendungen - Perspektiven ; [mit Online-Service zum Buch]
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Wiesbaden
Vieweg
2008
|
| Edition: | 2., aktualisierte und durchges. Aufl. |
| Series: | Computational intelligence
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. 291 - 296 |
| Physical Description: | XII, 303 S. Ill., graph. Darst. |
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IMAGE 1
MATTHIAS HOMEISTER
QUANTUM COMPUTING
VERSTEHEN GRUNDLAGEN - ANWENDUNGEN - PERSPEKTIVEN 2., AKTUALISIERTE UND
DURCHGESEHENE AUFLAGE
MIT 88 ABBILDUNGEN
VIEWEG
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT IX
1 EINLEITUNG 1
1.1 EINE NEUE ART DES RECHNENS 1
1.2 UBER DIESES BUCH 8
2 VOM BIT ZUM QUANTENREGISTER 9
2.1 WAS IST EINE BERECHNUNG? 10
2.1.1 DIE TURINGMASCHINE 13
2.1.2 SCHALTKREISE 14
2.1.3 DER SPRUNG IN DIE QUANTENWELT: SCHRODINGERS KATZE . 17 2.2 DAS
QUANTENBIT 20
2.3 RECHENSCHRITTE AUF EINEM QUANTENBIT 23
2.4 DER ERSTE ALGORITHMUS: EIN ZUFALLSGENERATOR 26
2.5 QUANTENREGISTER 28
2.6 DER ZWEITE ALGORITHMUS: DAS PROBLEM VON DEUTSCH 33 2.7 DIE ROLLE DES
TENSORPRODUKTS 37
2.8 DAS MESSEN VON QUANTENREGISTERN 44
2.9 NOCH EINMAL DAS PROBLEM VON DEUTSCH 50
2.10 BESTANDSAUFNAHME: DIE DREI PRINZIPIEN DES QUANTUM COM- PUTING 51
2.11 VERSCHRANKUNG 53
2.12 DIE HADAMARD-TRANSFORMATION UND MEHRERE BITS 59 2.13 DER
ALGORITHMUS VON DEUTSCH-JOZSA 62
3 VOM QUANTENREGISTER ZUM QUANTENSCHALTKREIS 67
3.1 LAUFZEIT 68
3.2 KLASSISCHE SCHALTKREISE UND KOMPLEXITAT 75
3.3 QUANTENGATTER UND QUANTENSCHALTKREISE 76
3.4 QUANTENBITS KOPIEREN: DAS NO-CLONING-THEOREM 81 3.5 UMKEHRBARE
BERECHNUNGEN 84
3.6 UNTERSCHEIDBARE ZUSTANDE 93
3.7 GESTORTE BERECHNUNGEN 95
4 HILFSMITTEL AUS DER THEORETISCHEN INFORMATIK 101
4.1 KOMPLEXITATSKLASSEN 101
4.2 RANDOMISIERTE ALGORITHMEN 106
4.2.1 MIT DEM ZUFALL RECHNEN 106
IMAGE 3
VI INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2 EIN PRIMZAHLTEST 107
4.2.3 PROBABILISTISCHE KOMPLEXITATSKLASSEN 110
4.3 UNLOSBARE PROBLEME? NP-VOLLSTANDIGKEIT 114
4.4 QUANTENKOMPLEXITATSTHEORIE 118
4.5 DIE CHURCHSCHE THESE 121
5 TELEPORTATION UND DICHTE KODIERUNG 125
5.1 QUANTENTELEPORTATION 127
5.2 DICHTE KODIERUNG 131
5.3 VERSCHRANKTE BITS 133
6 SUCHEN 137
6.1 DIE NADEL IM HEUHAUFEN 138
6.2 DIE GROVER-ITERATION 140
6.3 EINE GEOMETRISCHE VERANSCHAULICHUNG 146
6.4 VARIANTEN DER QUANTENSUCHE 153
6.4.1 SUCHE NACH EINER VON MEHREREN LOSUNGEN 153 6.4.2 SUCHE BEI
UNBEKANNT VIELEN LOSUNGEN 155
6.4.3 DIE SUCHE NACH DEM MINIMUM 156
6.4.4 ZAHLEN 159
6.5 ANWENDUNGEN VON GROVERS ALGORITHMUS 159
6.6 GROVERS ALGORITHMUS IST VON OPTIMALER GROBENORDNUNG . . . 161 6.7
FOLGEN FUR DIE FAHIGKEITEN VON QUANTENCOMPUTEM 166
7 GEHEIME BOTSCHAFTEN 1 69
7.1 ALICE, BOB UND EVE 1 70
7.2 QUANTENVERSCHLIISSELUNG: DAS BB84-PROTOKOLL 175
7.3 LAUSCHSTRATEGIEN 183
7.4 QUANTENVERSCHLIISSELUNG MIT VERSCHRANKUNG 188
8 KLASSISCHE VERSCHLUSSELUNGEN KNACKEN: PRIMFAKTORZERLEGUNG 193 8.1
FAKTORISIERUNG UND VERSCHLIISSELUNG: RSA-KRYPTOGRAPHIE . . 194 8.2 DIE
SUCHE NACH PERIODEN 199
8.3 DIE SCHNELLE FOURIERTRANSFORMATION 207
8.4 DIE QUANTEN-FOURIERTRANSFORMATION 214
8.5 SIMONS ALGORITHMUS 218
8.6 SHORS ALGORITHMUS 223
8.7 JENSEITS VON SHOR 231
9 QUANTENHARDWARE 237
9.1 ANFORDERUNGEN 237
9.2 DEKOHARENZ 238
9.3 PHOTONEN 2 4I
9.3.1 MACH-ZEHNDER-LNTERFEROMETER 241
9.3.2 KRYPTOGRAPHIE 2 44
9.4 KEMSPINRESONANZ 248
9.5 LONENFALLEN 249
9.6 EINWEGBERECHNUNGEN MIT CLUSTERZUSTANDEN 251
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS VII
10 ZUR GESCHICHTE DER QUANTENMECHANIK 255
10.1 MAX PLANCK: DAS QUANTUM DER WIRKUNG 255
10.2 ALBERT EINSTEIN: SPUKHAFTE FERNWIRKUNG 257
10.3 NIELS BOHR: KOPENHAGEN 258
10.4 WERNER HEISENBERG: EIN GROBES QUANTENEI 261
10.5 ERWIN SCHRODINGER: KATZEN UND WELLEN 263
10.6 ZUR GESCHICHTE DES QUANTENCOMPUTERS 264
A MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN 267
A.I KOMPLEXE ZAHLEN 267
A.2 VEKTORRAUME 269
A.2.1 WAS SIND VEKTORRAUME? 269
A.2.2 BASEN UND UNTERRAUME 271
A.2.3 WINKEL UND ABSTANDE IN EINEM VEKTORRAUM 272 A.2.4 PROJEKTIONEN 274
A.3 MATRIZEN 275
A.4 KOMBINATORIK UND WAHRSCHEINLICHKEIT 277
A.5 GANZE ZAHLEN 279
A.5.1 TEILER UND VIELFACHE 279
A.5.2 MODULARES RECHNEN 279
A.5.3 ZUR DIVISION 281
B LOSUNGEN AUSGEWAHLTER UBUNGSAUFGABEN 283
LITERATUR 291
SYMBOLE UND ABKIIRZUNGEN 297
QUANTENGATTER 298
NAMEN- UND SACHWORTVERZEICHNIS 299 |
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IMAGE 1
MATTHIAS HOMEISTER
QUANTUM COMPUTING
VERSTEHEN GRUNDLAGEN - ANWENDUNGEN - PERSPEKTIVEN 2., AKTUALISIERTE UND
DURCHGESEHENE AUFLAGE
MIT 88 ABBILDUNGEN
VIEWEG
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT IX
1 EINLEITUNG 1
1.1 EINE NEUE ART DES RECHNENS 1
1.2 UBER DIESES BUCH 8
2 VOM BIT ZUM QUANTENREGISTER 9
2.1 WAS IST EINE BERECHNUNG? 10
2.1.1 DIE TURINGMASCHINE 13
2.1.2 SCHALTKREISE 14
2.1.3 DER SPRUNG IN DIE QUANTENWELT: SCHRODINGERS KATZE . 17 2.2 DAS
QUANTENBIT 20
2.3 RECHENSCHRITTE AUF EINEM QUANTENBIT 23
2.4 DER ERSTE ALGORITHMUS: EIN ZUFALLSGENERATOR 26
2.5 QUANTENREGISTER 28
2.6 DER ZWEITE ALGORITHMUS: DAS PROBLEM VON DEUTSCH 33 2.7 DIE ROLLE DES
TENSORPRODUKTS 37
2.8 DAS MESSEN VON QUANTENREGISTERN 44
2.9 NOCH EINMAL DAS PROBLEM VON DEUTSCH 50
2.10 BESTANDSAUFNAHME: DIE DREI PRINZIPIEN DES QUANTUM COM- PUTING 51
2.11 VERSCHRANKUNG 53
2.12 DIE HADAMARD-TRANSFORMATION UND MEHRERE BITS 59 2.13 DER
ALGORITHMUS VON DEUTSCH-JOZSA 62
3 VOM QUANTENREGISTER ZUM QUANTENSCHALTKREIS 67
3.1 LAUFZEIT 68
3.2 KLASSISCHE SCHALTKREISE UND KOMPLEXITAT 75
3.3 QUANTENGATTER UND QUANTENSCHALTKREISE 76
3.4 QUANTENBITS KOPIEREN: DAS NO-CLONING-THEOREM 81 3.5 UMKEHRBARE
BERECHNUNGEN 84
3.6 UNTERSCHEIDBARE ZUSTANDE 93
3.7 GESTORTE BERECHNUNGEN 95
4 HILFSMITTEL AUS DER THEORETISCHEN INFORMATIK 101
4.1 KOMPLEXITATSKLASSEN 101
4.2 RANDOMISIERTE ALGORITHMEN 106
4.2.1 MIT DEM ZUFALL RECHNEN 106
IMAGE 3
VI INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2 EIN PRIMZAHLTEST 107
4.2.3 PROBABILISTISCHE KOMPLEXITATSKLASSEN 110
4.3 UNLOSBARE PROBLEME? NP-VOLLSTANDIGKEIT 114
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5.1 QUANTENTELEPORTATION 127
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SUCHE NACH PERIODEN 199
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10 ZUR GESCHICHTE DER QUANTENMECHANIK 255
10.1 MAX PLANCK: DAS QUANTUM DER WIRKUNG 255
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