Akademie Leysin
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Arbeitsgruppe 4
Das 3−mal−5 der Quantencomputer
Leitung
Dr. Peter Herbrich
Department of Mathematics, Dartmouth College
Michael Walter
Institut für Theoretische Physik, ETH Zürich
Teilnehmer
Studierende der Physik, Mathematik und Informatik sowie
Interessierte anderer Fachrichtungen
Mehr als ein Jahrhundert nach der Entdeckung der Quantelung der Natur bieten sich heute
die experimentellen Möglichkeiten, einige der erstaunlichsten Vorhersagen der Quanten-
physik praktisch umzusetzen. Triebfeder dieser Entwicklungen ist die auf Richard Feyn-
man und David Deutsch zurückgehende Vision eines Quantencomputers – also eines
Rechners, der sich die Gesetze der Quantenmechanik zu Nutze macht. Diese Rechner ha-
ben das Potential, gewisse Berechnungen wesentlich schneller als konventionelle Rechner
durchzuführen, wie etwa die Suche in großen Datenbanken, die Simulation komplexer
physikalischer Systeme oder die Faktorisierung großer Zahlen. Ihre Erforschung hat un-
ser Verständnis von grundlegenden Konzepten wie Information und effizienter Bere-
chenbarkeit revolutioniert. Obgleich die technischen Herausforderungen auf dem Weg
zur Realisierung eines universellen Quantencomputers noch immens sind – erst vor ei-
nem Jahrzehnt gelang die erste erfolgreiche Zerlegung einer natürlichen Zahl (15) in ihre
Primfaktoren (3 und 5) – zeichnet sich schon heute die gesellschaftliche Relevanz dieser
Technologie ab. So gefährdet beispielsweise die Möglichkeit der schnellen Faktorisierung
großer Zahlen die Sicherheit vieler derzeit im Internetverkehr verwendeten Verschlüsse-
lungsmechanismen.
Mit Blick auf die Frage „Wie funktioniert ein Quantencomputer und was kann er (nicht)?“
wird sich unsere Arbeitsgruppe mit folgenden Themenfeldern beschäftigen:
1. Grundlagen und Phänomene der Quantenphysik
2. Klassische und Quanteninformationstheorie
3. Quantenalgorithmen und Hardware
4. Zukünftige Anwendungen und Risiken
