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Quantencomputer

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Quantengatter

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Quanteninformatik

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Qubit

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Quantengatter

Quantengatter sind elementare Bestandteile aus denen Quantencomputer aufgebaut werden. Sie sind vergleichbar mit elektronischen Gattern, arbeiten jedoch nicht nur mit dem Vorhandensein bzw. Abhandensein von Teilchen (Elektronen, Ionen, Photonen, etc.), sondern zusätzlich auch mit dem Spin bzw. der Polarisation, den Fermionen, Bosonen und daraus aufgebauten Quantenpunkten.

Die quantenphysikalischen Eigenschaften dieser Teilchens werden durch dessen komplexe Rotation (Spin) bzw. die Polarisation bei Photonen festgelegt. Ein Elektron hat zum Beispiel einen Spin von 1/2. Das bedeutet, dass sich das Elektron zwei Mal um die eigene Achse drehen muss, damit es wieder in die Anfangslage kommt. Vereinfacht kann man sich das so vorstellen, dass sich das Elektron nicht nur um eine Achse, sondern um alle drei Raumachsen, mit jeweils unterschiedlicher Rotationsgeschwindigkeit, rotiert.

Quantengatter sind in der Lage diese komplexe Rotation gezielt zu beeinflussen. Bei geschickter Anordnung von Quantengattern kann man diese Eigenschaft nutzen, um damit Rechenoperationen auszuführen. Die elementare Darstellung der zu verarbeitenden Information als Spin eines einzelnen Teilchens ist das Qubit (Quantenbit).