Direkt zum Hauptbereich

Rechnen mit Quanten, Quanten rechnen

Interessieren Sie sich für Quantenmechanik? Vielleicht wird es einmal Computer geben, die mit so genannten Qubits (Quantenbits) arbeiten. Ganz absurd ist der Gedanke heute nicht mehr, aber die Realisierung solcher Maschinen erweist sich bislang als gar nicht so einfach. Die Technologie dazu steckt in den Kinderschuhen, man ist weit entfernt von einem PC-Ersatz. Doch wer weiß, in 20 Jahren gehören Qubits womöglich zu den "Grundlagen der Informatik". Ich würde mich darüber freuen, weil das völlig interessantes Zeugs ist.

Wenn Sie zu dem Thema "Quantenrechner" herumsurfen, werden Sie interessantes Material finden. Hin und wieder geistern ja auch Meldungen dazu über die Nachrichtenticker. Worüber ich die Tage stolperte, war der Blog-Eintrag "Independence, entanglement and decoherence with the quantum monad". Hier geht es weniger um Quantenrechner als um das Rechnen mit Quanten, was im wesentlichen Wahrscheinlichkeitsrechnung ist. Das Faszinierende daran ist für mich, wie man sich Quantenmechanik programmierbar machen kann. Der Autor verwendet dazu Haskell und ein besonderes Konstrukt, die Monade. Haskell ist eine rein funktionale Programmiersprache; funktionale Sprachen sind vollkommen zustandsfrei. Monaden sind gewissermaßen ein Kunstgriff, Zustände durch die Funktionen zu pipen, ohne dabei das funktionale Paradigma zu verletzen.

Was mich aber endgültig an dem Blog-Eintrag in den Bann zog, war Folgendes: Der Autor betrachtet ein System, das sich zusammensetzt aus Umgebung (environment) und Subsystem. So lange beide unabhängig sind, sind beide isoliert voneinander studierbar. Er sagt, dass wir mit der Vorstellung vertraut sind, dass der Zufluss von etwas in das System, das Ganze (die isolierte Betrachtung) über den Haufen werfen kann. Er zeigt aber auch, dass der Abfluss von etwas aus dem System es ebenfalls "vermasseln" kann -- und das entspricht nicht mehr unbedingt unserer Intuition.

Ich finde diese Gedanken sehr interessant, auch wenn ich die Quantenrechnerei dahinter nicht wirklich verstehe. Können wir das übertragen auf den Umgang mit komplexen Softwaresystemen? Gibt es da Analogien? Vielleicht weiß ich das in 20 Jahren ;-)

Wie auch immer. Wen das Rechnen mit Quantenphänomenen weniger interessiert und wer loslegen möchte, ein Quanten-Linux zu programmieren, nur zu: hier eine Simulation ("A lambda calculus for quantum computation") von André van Tonder dazu.

Beliebte Posts aus diesem Blog

Lidl und der Kassen-Bug

Es gibt Fehler, im Informatiker-Jargon "Bugs", die etwas anrühriges haben. Ich bat den Menschen an der Kasse bei Lidl um einen Moment Geduld und meine Kinder um Ruhe, um nicht den wunderbaren Moment zu verpassen, bei dem es passierte. Der Lidl-Mensch fluchte kurz auf -- und ich war entzückt! "Einen Moment, davon muss ich ein Foto machen!" Und dann machte ich noch eines. Ich bin heute extra für diesen Fehler zu Lidl gepilgert -- ich wollte es mit eigenen Augen sehen. Gestern hat mir ein Student (vielen Dank Herr Breyer) von diesem Fehler in einer EMail berichtet. Ein richtig schöner Fehler, ein Klassiker geradezu. Ein Fehler, den man selten zu Gesicht bekommt, so einer mit Museumswert. Dafür wäre ich sogar noch weiter gereist als bis zum nächsten Lidl. Der Fehler tritt auf, wenn Sie an der Kasse Waren im Wert von 0 Euro (Null Euro) bezahlen. Dann streikt das System. Die kurze Einkaufsliste dazu: Geben Sie zwei Pfandflaschen zurück und Lidl steht mit 50 Cent bei Ihne

Syntax und Semantik

Was ist Syntax, was ist Semantik? Diese zwei Begriffe beschäftigen mich immer wieder, siehe zum Beispiel auch " Uniform Syntax " (23. Feb. 2007). Beide Begriffe spielen eine entscheidende Rolle bei jeder Art von maschinell-verarbeitbarer Sprache. Vom Dritten im Bunde, der Pragmatik, will ich an dieser Stelle ganz absehen. Die Syntax bezieht sich auf die Form und die Struktur von Zeichen in einer Sprache, ohne auf die Bedeutung der verwendeten Zeichen in den Formen und Strukturen einzugehen. Syntaktisch korrekte Ausdrücke werden auch als "wohlgeformt" ( well-formed ) bezeichnet. Die Semantik befasst sich mit der Bedeutung syntaktisch korrekter Zeichenfolgen einer Sprache. Im Zusammenhang mit Programmiersprachen bedeutet Semantik die Beschreibung des Verhaltens, das mit einer Interpretation (Auslegung) eines syntaktisch korrekten Ausdrucks verbunden ist. [Die obigen Begriffserläuterungen sind angelehnt an das Buch von Kenneth Slonneger und Barry L. Kurtz: Formal Syn

Factor @ Heilbronn University

It was an experiment -- and it went much better than I had imagined: I used Factor (a concatenative programming language) as the subject of study in a project week at Heilbronn University in a course called "Software Engineering of Complex Systems" (SECS). Maybe we are the first university in the world, where concatenative languages in general and Factor in specific are used and studied. Factor is the most mature concatenative programming language around. Its creator, Slava Pestov, and some few developers have done an excellent job. Why concatenative programming? Why Factor? Over the years I experimented with a lot of different languages and approaches. I ran experiments using Python, Scheme and also Prolog in my course. It turned out that I found myself mainly teaching how to program in Python, Scheme or Prolog (which still is something valuable for the students) instead of covering my main issue of concern: mastering complexity. In another approach I used XML as a tool