Forscher: Klassische Computer sind bei bestimmten Aufgaben so leistungsfähig wie Quantencomputer - wissenschaft.de
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Forscher: Klassische Computer sind bei bestimmten Aufgaben so leistungsfähig wie Quantencomputer

Ein klassischer optischer Computer kann eine Datenbank genauso effizient wie ein Quantencomputer durchsuchen. Eine Forschergruppe der Universität von Amsterdam in den Niederlanden demonstrierte dies in einem Experiment mit klassischen Laserpulsen. Darüber berichtet das Fachblatt Physical Review Letters (Band 88 Referenznummer 137901).

In ihrem Experiment schickten die Forscher um Robert Spreeuw Laserpulse mit einer bestimmten Phaseninformation durch einen Resonanzkörper. Zwischen den beiden Spiegeln dieses Hohlraumes befand sich eine „Phasenplatte“, welche die in dem Lichtimpuls gespeicherten Phaseninformationen auf genau bestimmte Art veränderte. Diese Phasenplatte stellte die zu untersuchende Datenbank mit einer Größe von 32 Einträgen dar. Um festzustellen, wann der Laserimpuls einen bestimmten Eintrag in der Datenbank gefunden hatte, untersuchten die Forscher die Amplitude des Impulses nach jedem Durchgang durch die Phasenplatte.

Die Analogie zwischen diesem Experiment und einer Datenbankabfrage eines herkömmlichen Computers ist nur mit den Mitteln der Fourieroptik verständlich. Die Forscher konnten jedoch zeigen, dass zum Auffinden eines bestimmten Eintrages in einer Datenbank mit N Einträgen nur eine der Quadratwurzel von N entsprechende Anzahl von Abfragen notwendig war.

Im Jahre 1997 hatte der Physiker Lov Grover in einer Theoriearbeit vorausgesagt, dass dieses Quadratwurzelgesetz nur von einem Quantencomputer eingehalten werden könne, während ein auf den Gesetzen der klassischen Physik beruhender Computer eine weitaus größere Anzahl von Abfragen (in der Größenordnung von N) zum Auffinden des gesuchten Eintrags benötige.

Der in diesem Experiment vorgestellte „Computer“ führt jedoch Datenabfragen ebenso schnell durch wie ein Quantencomputer. Allerdings ist die Größe der Datenbank des klassischen Computers durch die Breite der Laserimpulse beschränkt. Eine derartige Beschränkung würde zwar bei Quantencomputern nicht auftreten, doch muss zu deren Realisierung erst das Problem einer zeitlich stabilen quantenmechanischen Verschränkung von Photonen gelöst werden.

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Stefan Maier
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