Wichtige Quantengatter im Überblick
Eins zum anderen
Ähnlich wie klassische Computer nutzen Quantenrechner Gatter für die grundlegenden Operationen. Allerdings beruhen sie nicht nur auf einer völlig anderen Technik, auch die Funktionen unterscheiden sich von denen herkömmlicher Gates.
Die in traditionellen Computern vorhandenen AND-, NOT- und OR-Gatter in CMOS- oder TTL-Technik sucht man in Quantenrechnern vergebens. Denn ein logisches und zweier Quantenzustände, die jeweils einer Überlagerung von |0⟩ und |1⟩ entsprechen, ergibt in der Welt der Wahrscheinlichkeiten keinen Sinn. Irgendwie müssen aber Operationen mit Qubits möglich sein, wenn sie zu etwas zu gebrauchen sein sollen.
Die meisten Quantencomputer arbeiten auch mit Gattern oder Gates, die sich allerdings nicht als Änderungen der Bitwerte 0 und 1 auswirken. Sie sind vielmehr als Laser- oder Mikrowellenimpulse realisiert, die Energieniveaus eingefangener Elementarteilchen oder Qubits rotieren können. Damit stellen Quantencomputer noch ein fragiles Experiment dar. Ihr Entwicklungsziel liegt im Transformieren, Kalkulieren und Umformen sowie im Nachstellen und Verstehen molekularer Prozesse, aber nicht im langfristigen Speichern von Information. Auch lassen sich Qubits nicht kopieren oder einfügen.