Prof. Dr.-Ing. Holger Hermmans, Dependable Systems and Software group, Saarland Informatics Campus, Universität des Saarlandes, Saarbrücken und Wissenschaftlicher Direktor von Schloss Dagstuhl
Prof. Dr. Moritz Weber, Saarbrücken Quantum Group, Fachrichtung Mathematik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken:
Auch wenn wir noch keine Quantencomputer im privaten Einsatz haben mögen, schreitet deren Entwicklung aufseiten der Hardware rasant voran. Und auch die Software des Quantencomputing wird mit Hochdruck entwickelt.
Doch wie programmiert man eigentlich einen Quantencomputer? In welchem Sinne funktioniert er anders als ein klassischer Computer? Was macht eine Quanteninformatik aus und wo wird sie schon heute ganz konkret in unserem Alltag eingesetzt?
Wir werden uns den Grundzügen des Quantencomputing widmen und dafür einige Begriffe aus der Quanteninformationstheorie lernen (etwa Superposition, Verschränkung, Qubits, Quantum Circuits,...). Wir schauen uns dann ein paar Beispiele von berühmten Quantenalgorithmen an, etwa den Suchalgorithmus von Grover oder die Faktorisierung von Primzahlen durch Shor. Letzterer ist insbesondere für aktuelle Verschlüsselungsverfahren relevant: Eine große Zahl unserer Verschlüsselungen beruhen auf Primzahlfaktorisierung. Für eine Entschlüsselung (also das Faktorisieren in Primzahlen) benötigt ein klassischer Computer etwa 8 Millionen Jahre. Ein Quantencomputer bräuchte 8 Stunden.
Für diese Fortbildungseinheit werden keinerlei Kenntnisse in Physik vorausgesetzt und wir werden nicht auf die Hardware des Quantencomputing eingehen, also keinerlei Quantenphysik behandeln - wir werden uns allein mit der Software beschäftigen.
Benjamin Bisping, M.Sc., Réseaux et Services Multimédia Mobiles, Télécom SudParis, Institut Polytechnique de Paris, Palaiseau, France
Jun.-Prof. Dr. Philipp Kindermann, Arbeitsgruppe Algorithmik, Informatikwissenschaften, Universität Trier
Prof. Tomohiro Nagashima, Ph.D., Saarland Informatics Campus, Universität des Saarlandes, Saarbrücken und Berkman Klein Center for Internet & Society, Harvard University, Cambridge, USA
(Dieser Beitrag ist in English.)